DE19917506B4

DE19917506B4 - Verstellbare Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: DE19917506B4
Application number: DE19917506A
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Higashimatsuyama Miyazawa
Original assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Current assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1999-04-17
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-04-18
Also published as: US6120256A; KR100323393B1; KR19990083448A; JP3866410B2; DE19917506A1; JPH11303773A

Abstract

Verstellbare Flügelzellenpumpe, welche umfaßt:
Einen Rotor (15) mit Flügeln (15a), der in einem Pumpenkörper (11) drehbar ist;
Einen Hubring (17), der so an einer Außenumfangsfläche des Rotors (15) angebracht ist, daß er zusammen mit dem Rotor eine Pumpenkammer (18) bildet, und in dem Pumpenkörper (11) beweglich und verschiebbar angeordnet ist;
Eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer (36, 37), die auf zwei Seiten einer Außenumfangsfläche des Hubrings (17) zwischen dem Hubring (17) und dem Pumpenkörper (11) ausgebildet sind, um darin einen einem Durchfluß eines aus der Pumpenkammer (18) abgeführten Druckmittels entsprechend Fluiddruck zu führen und dadurch den Hubring (17) zu bewegen und zu verschieben;
Eine Pumpensaugöffnung (26) und eine Pumpenförderöffnung (24), die in Seitenplattengliedern (20, 12), welche zusammen mit dem Rotor (15) und dem Hubring (17) die Pumpenkammer (18) bilden, so ausgebildet sind, daß sie der Pumpensaugseite bzw. der Pumpenförderseite der Pumpenkammer (18) gegenüberliegen und Kerben am Anfangs-Endteil der Pumpensaugöftnung (26) und der Pumpenförderöftnung (24), die eine im wesentlichen V-förmige Gestalt aufweisen und in Radialrichtung der Pumpenkammer (18) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kerbe (70, 80) aus mehreren Kerbnuten (71, 72, 81, 82) gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Flügelzellenpumpe, die bei verschiedenen Arten von Druckmittel verwendenden Anlagen, wie zum Beispiel einer Servolenkvorrichtung, zur Verminderung der zur Betätigung des Lenkrads eines Fahrzeugs erforderlichen Kraft verwendet wird.
Als Pumpe für eine Servolenkvorrichtung wird im allgemeinen eine durch einen Fahrzeugmotor direkt angetriebene Flügelzellenpumpe verwendet.

Bei dieser Verdrängerpumpe erhöht oder vermindert sich der Förderstrom entsprechend der Drehzahl des Motors. Eine Servolenkvorrichtung erfordert eine Lenkhilfskraft, die sich erhöht, wenn das Fahrzeug steht oder bei geringer Geschwindigkeit manövriert wird, und sich vermindert, wenn das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit manövriert wird. Die Eigenschaften der Verdrängerpumpe stehen im Widerspruch zu dieser Lenkhilfskraft. Demgemäß muß eine Verdrängerpumpe mit einem großen Volumen so verwendet werden, daß sie selbst bei langsaurem Fahren mit geringer Drehzahl einen zur Erzeugung einer erforderlichen Lenkhilfskraft benötigten Förderstrom aufrechterhalten kann. Bei schnellem Fahren mit einer hohen Drehzahl ist ein Stromregelventil, das den Förderstrom auf oder unter einen vorbestimmten Wert regelt, unerläßlich. Aus diesen Gründen erhöht sich bei der Verdrängerpumpe die Anzahl der Bestandteile, und die Konstruktion und die Weganordnung sind kompliziert, was zwangsläufig zu einer Vergrößerung der Gesamtgröße und Erhöhung der Kosten führt.

Zur Behebung dieser Nachteile der Verdrängerpumpe werden zum Beispiel in den japanischen Patentanmeldungen mit den Offenlegungsnummern 56-143383 und 58-93978 verschiedene Arten von verstellbaren Flügelzellenpumpen vorgeschlagen, die in der Lage sind, die Fördermenge pro Umdrehung bei einer Erhöhung der Drehzahl zu vermindern.

Bei diesen Verdrängerpumpen kann im Gegensatz zu einer Verdrängerpumpe mit konstanter Fördermenge pro Umdrehung auf ein Stromregelventil verzichtet werden. Es wird die erforderliche Antriebskraft verringert. Es erfolgt kein Rückstrom zum Behälter, um eine etwaige Öltemperaturerhöhung zuverringern. Darüber hinaus kann eine Leckage in der Pumpe und demgemäß eine Verringerung des volumetrischen Wirkungsgrads verhindert werden.

Beispielsweise ist bei der in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 56-143383 gezeigten verstellbaren Verdrängerpumpe ein Hubring beweglich in einem Pumpengehäuse angeordnet. Ein Paar Fluiddruckkammern, die als Steuerkammern dienen, sind in dem Spalt zwischen dem Hubring und dem Pumpengehäuse ausgebildet. Drücke vor und hinter einer auf der Hälfte des Förderwegs ausgebildeten Öffnung werden zu diesen Fluiddruckkammern geführt. Der Differenzdruck zwischen diesen Drücken ist zur direkten Wirkung auf den Hubring, um ihn gegen die Vorspannkraft einer Feder zu bewegen, ausgelegt. Infolgedessen wird das Volumen der Pumpenkammer zur Ausführung einer geeigneten Förderstromsteuerung geändert.

Ein Beispiel für eine bekannte verstellbare Flügelzellenpumpe wird unter Bezugnahme auf 12 kurz beschrieben. Auf 12 Bezug nehmend, bezeichnet Bezugszahl 1 einen Pumpenkörper, 1a einen Zwischenring und 2 einen Hubring. Der Hubring 2 kann schwingen und durch eine Stützwelle 2a in einem elliptischen Raum 1b, der im Zwischenring 1a des Pumpenkörpers 1 gebildet wird, verschoben werden. Eine Feder legt an den Hubring 2 eine Vorspannkraft in einer durch einen leeren Pfeil F in 12 gezeigten Richtung an. Ein Rotor 3 ist exzentrisch in den Hubring 2 aufgenommen und bildet so eine Pumpenkammer 4. Wenn der Rotor 3 durch eine externe Antriebsquelle drehangetrieben wird, werden in Radialrichtung vor- und rückbeweglich gehaltene Flügel 3a vorgeschoben und zurückgezogen.

In 12 bezeichnet die Bezugszahl 3b eine Antriebswelle des Rotors 3. Der Rotor 3 wird durch die Antriebswelle 3b zur Drehung in einer in 12 durch einen Pfeil gezeigten Richtung angetrieben.

Ein Paar Fluiddruckkammern 5 und 6 ist auf zwei Seiten um den Hubring 2 in dem elliptischen Raum 1b des Zwischenrings 1a des Pumpenkörpers 1 herum ausgebildet, wobei sie als Hoch- bzw. Niederdruckkammern dienen. Die Wege 5a und 6a münden in die Kammern 5 bzw. 6, um den Steuerdruck zur schwingbaren Verschiebung des Hubrings 2, zum Beispiel die Fluiddrücke vor und hinter der im Pumpenförderweg ausgebildeten verstellbaren Öffnung, zu führen. Wenn die Fluiddrücke vor und hinter der verstellbaren Öffnung des Pumpenförderwegs durch die Wege 5a und 6a eingeführt werden, wird der Hubring 2 in einer erforderlichen Richtung schwingbar verschoben, um das Volumen in der Pumpenkammer 4 zu ändern, wodurch der Förderstrom gemäß dem Durchfluß auf der Pumpenförder- oder -auslaßseite verstellbar gesteuert wird. Anders ausgedrückt, der Förderstrom wird so gesteuert, daß er sich bei zunehmender Drehzahl der Pumpe vermindert.

Eine Pumpensaugöffnung 7 ist gegenüber einem Pumpensaugbereich 4A der Pumpenkammer 4 ausgebildet. Eine Pumpenförderöffnung 8 ist gegenüber einer Pumpenförderöffnung 4B der Pumpenkammer 4 ausgebildet. Diese Öffnungen 7 und 8 sind in einer Druckplatte bzw. einer Seitenplatte (nicht gezeigt) ausgebildet, die als ortsfeste Wandteile zum Festhalten eines aus dem Rotor 3 und dem Hubring 2 bestehenden Pumpenelements dienen, indem sie es von beiden Seiten einklemmen.

Eine Vorspannkraft wird von der Fluiddruckkammer 6 aus auf den Hubring 2 ausgeübt, wie durch den Pfeil F in 12 gezeigt, um das Volumen in der Pumpenkammer 4 normalerweise auf dem maximalen Wert zu halten. Ein Dichtungsglied 2b ist in dem Außenumfangsteil des Hubrings 2 angeordnet, um die Fluiddruckkammern 5 und 6 zusammen mit der Stützwelle 2a auf der rechten und linken Seite zu definieren.

Kerben 7a und 8a sind durch Einkerben in einer im wesentlichen V-förmigen Gestalt so ausgebildet, daß sie durchgehend zu den Anfangsendteilen der Pumpensaugöffnung 7 bzw. der Pumpenförderungöffnung 8 – in Drehrichtung des Rotors 3 – verlaufen. Während der Drehung des Rotors 3, wenn die distalen Enden der jeweiligen Flügel 3a in gleitbaren Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Hubrings 2 gebracht werden, um die Pumpe zu betätigen, lassen die im wesentlichen V-förmigen Kerben 7a und 8a den Fluiddruck nach und nach von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite zwischen einem durch die sich nahe bei den Endteilen der Öffnung 7 und 8 befindenden Flügel begrenzten Raum und einem durch die Flügel daneben begrenzten Raum entweichen. Infolgedessen wird ein Druckstoß oder sich daraus ergebende Pulsation verhindert.

Bei der verstellbaren Verdrängerpumpe mit der obigen Anordnung ist in einem Teil der Pumpenförderseite ein Entlastungsventil ausgebildet, um ihren übermäßig großen Fluiddruck zu entlasten.

Gemäß der oben beschriebenen herkömmlichen verstellbaren Flügelzellenpumpe wechseln in einem Pumpeneinsatz (Pumpwirkteil), der aus dem Pumpelement, wie zum Beispiel dem Rotor 3 und Hubring 2 besteht, Pumpenkammern (durch die Flügel 3a geteilte Kammern; Druckkammern), die sich in Zwischenbereichen (durch Bezugszahlen 9A und 9B in 12 bezeichneten Teilen) befinden, die einem sich von dem Endpunkt der Saugöffnung 7 in der Pumpenkammer 4 zu dem Anfangspunkt (dem distalen Endteil der Kerbe 8a) der Förderöffnung erstreckenden Bereich bzw. Einem sich von dem Endpunkt der Förderöffnung 8 zu dem Anfangspunkt (dem distalen Endteil der Kerbe 7a) der Saugöffnung 7 erstreckenden Bereich entsprechen, abwechselnd zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Pumpensaug- oder -eintrittsdruck.

Dies hat den folgenden Grund. Wenn ein in Drehrichtung des Rotors 3 voreilender Flügel 3a die Öffnung 8 oder 7 (Kerbe 8a und 7a) an der distalen Endseite in Drehrichtung erreicht, wird die entsprechende Pumpenkammer auf den Pumpenförder- oder -saugseitenbohrungsdruck dieser Öffnung 8 oder 7 (Kerbe 8a oder 7a} eingestellt. Wenn sich ein nachfolgender Flügel 3a an der in Drehrichtung hinteren Endseitenöffnung 7 oder 8 befindet, wird die entsprechende Pumpenkammer auf den Bohrungsdruck der nachfolgenden Öffnung eingestellt.

Ein durch die Differenz zwischen den Druckkammern der einander gegenüberliegenden Zwischenbereiche 9A und 9B aufgrund einer derartigen Druckschwankung oder eines derartigen Druck-Ungleichgewichts erzeugter Schub wirkt auf die Innenfläche des Hubrings 2 und versetzt diesen somit in Vibration. Infolgedessen kommt es zu einer Schwankung der Durchflußrate oder einem Phänomen hydraulischer Pulsation auf der Pumpenförderseite und verursacht so Lärm. Dieses Pulsationsphänomen sieht wie in zum Beispiel der Kurvendarstellung nach 7(B) gezeigt aus.

Aus diesen Gründen werden – als die oben beschriebene verstellbare Verdrängerpumpe – eine mit einer ungeraden Anzahl von Flügeln zur Minderung jeglicher Druckschwankung und jeglichen Druck-Ungleichgewichts und eine, bei der eine verstellbare Steueröffnung in auf der Hälfte des Pumpenförderwegs ausgebildet ist, vorgeschlagen. Bei der letzteren wird durch die Fluiddrücke vor und hinter der Öffnung ein Kolben-Steuerventil geschaltet, und die Fluiddrücke vor und hinter der Öffnung und der Pumpensaugdruck werden den Kammern 5 und 6 auf den beiden Seiten des Außenumfangsteils des Hubrings 2 gezielt zugeführt, so daß eine Vibration des Hubrings 2 unterdrückt wird. Diese Gegenmaßnahmen reichen jedoch nicht aus, und es wird nach einer weiteren Gegenmaßnahme gesucht.

Insbesondere wenn die verstellbare Verdrängerpumpe als Hydraulikquelle für eine Servolenkvorrichtung verwendet wird, die die zur Betätigung des Lenkrads eines Fahrzeugs erforderliche Kraft unterstützt, wird die Pumpe gemäß der Umdrehung des Motors drehangetrieben. Bei dieser Pumpe schwingt der Hubring 2 durch Schwankung der Motordrehzahl, und seine Position bezüglich der Pumpenkammer 4 ändert sich. Wenn der Hubring 2 auf diese Weise schwingt und verschoben wird, ändern sich die Positionen der Pumpensaugöffnung 7 und der Pumpenförderöffnung 8 als in der Pumpenkammer 4 ausgebildete Bohrungsnuten die Position des Hubrings 2 bezüglich einander.

Wenn auf diese Weise durch die schwingende Verschiebung des Hubrings 2 die Position des Hubrings 2 bezüglich der oben beschriebenen Bohrungsnuten geändert wird, ändert sich der Zeitpunkt, zu dem die Kerben 7a und 8a, die durch Einkerben der Anfangsendteile der Öffnungen 7 und 8 – in Drehrichtung des Rotors – im wesentlichen V-förmig gebildet sind, mit den Druckkammern (Pumpenkammern) zwischen den Flügeln 3a in Verbindung stehen. Dies hat folgenden Grund. Bei der herkömmlichen Pumpe sind die oben beschriebenen Kerben 7a und 8a so ausgebildet, daß sie in Radialrichtung feste Postitionen bezüglich der Pumpenkammer 4 und in Drehrichtung feste Längen haben. Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, stehen die Kerben 7a und 8b folglich mit den Druckkammern in Verbindung, um eine sanfte Druckschwankung zu gestatten.

Insbesondere ist bei Ausbildung der Kerben 7a und 8b in den Positionen wie oben beschrieben die Druckänderung, die auftritt, wenn die Druckkammern mit den dazugehörigen Öffnungen 7 und 8 in Verbindung stehen, gemindert, und der Lärm, der bei einer starken Druckschwankung auftritt, kann gemindert werden. Wenn jedoch der Zeitpunkt dieser Verbindung zur Anpassung an den Leerlauf eingestellt ist, funktionieren bei hoher Drehzahl die Kerben 7a und 8b nicht und der Lärm steigt an.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 09 149 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, welche sowohl am Anfangsendteil auf der Steuerseite als auch am Anfangssendteil der Pumpenseite eine spitz zulaufende Vorsteuernut aufweist. Bei dieser Flügelzellenpumpe treten ebenfalls die oben beschriebenen Nachteile auf.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 02 519 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt geworden, welche am Anfangsendteil des Druckschlitzes eine Druckschlitzanfangsbucht aufweist. Am Anfangsendteil des Saugschlitzes ist keine Anfangsbucht vorgesehen. In einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß dieser Druckschrift ist am Endteil in Rotationsrichtung des Rotors gesehen eine Saugschlitzendbucht des Saugschlitzes vorgesehen, wo hingegen der Druckschlitz keine Anfangsbucht aufweist. Auch diese Ausführungsformen weisen die oben beschriebenen Nachteile auf.

Kurze Darstellung der Erfindung

Aus diesem Grunde besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer verstellbaren Fügelzellenpumpe, die das Problem hinsichtlich Pulsation des Fluiddrucks und Lärm löst, wenn ein Hubring, der die Pumpenkammern gemäß der Drehzahl der Pumpe oder der Last der Druckmittel verwendeten Anlage ausdehnt oder zusammenzieht, unabhängig von der Drehzahl der Pumpe schwingt.

Um obiges Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine verstellbare Flügelzellenpumpe bereitgestellt, welche enthält: einen Rotor mit Flügeln, der in einem Pumpenkörper drehbar ist, einen Hubring, der so an einem Außenumfangsteil des Rotors angebracht ist, daß er zusammen mit dem Rotor eine Pumpenkammer bildet, und in dem Pumpenkörper beweglich und verschiebbar angeordnet ist, eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer die auf zwei Seiten eines Außenumfangsteils des Hubrings zwischen dem Hubring und dem Pumpenkörper ausgebildet sind, um darin einen einem Durchfluß eines aus der Pumpenkammer abgelassenen Druckmittels entsprechenden Fluiddruck zu führen und dadurch den Hubring zu bewegen und zu verschieben, eine Pumpensaugöffnung und eine Pumpenförderöffnung, die in Seitenplattengliedern, welche zusammen mit dem Rotor und dem Hubring die Pumpenkammer bilden, so ausgebildet sind, daß sie der Pumpensaugseite bzw. der Pumpenförderseite der Pumpenkammer gegenüberliegen, und Kerben am Anfangsendteil der Pumpensaugöffnung und der Pumpenförderöffnung, die eine im wesentlichen V-förmige Gestalt aufweisen und in Radialrichtung der Pumpenkammer ausgerichtet sind, und zumindest eine Kerbe aus mehreren Kerbnuten aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
1A eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils darstellt, um die Beziehung zwischen der Kerbe einer Pumpensaugöffnung und einem Hubring während Leerlaufdrehung zu erläutern.
1B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils darstellt, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpensaugöffnung und dem Hubring während Drehung mit hoher Drehzahl zu erläutern.
2A und 2B sind Ansichten zur Erläuterung der Pumpensaugöffnung und der Kerbe nach den 1A und 1B, wobei
2A eine Stirnflächenansicht des Hauptteils eines hinteren Körpers ist, der die mit der Kerbe ausgebildete Pumpensaugöffnung aufweist, und
2B eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1A ist.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Konstruktion des Hauptteils einer verstellbaren Flügelzellenpumpe zeigt, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3.
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3 zur Darstellung der oberen Hälfte.
6 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, in dem die in 3 gezeigte verstellbare Flügelzellenpumpe betätigt wird.
7A ist eine Kurvendarstellung die die Beziehung zwischen der Pumpendrehzahl und dem Förderstrom der verstellbaren Flügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
7B ist eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen der Pumpendrehzahl und dem Förderstrom des Stands der Technik zeigt.
8A und 8B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
8A eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpensaugöffnung und dem Hubring während Leerlaufdrehung zu erläutern, und
8B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpensaugöffnung und dem Hubring während Drehung mit hoher Drehzahl zu erläutern.
9A und 9B sind Ansichten zur Erläuterung der PumpensaugöfFnung und der Kerbe nach den 8A und 8B, wobei,
9A eine Stirnflächenansicht des Hauptteils eines hinteren Körpers ist, der die mit der Kerbe ausgebildete Pumpensaugöffnung ausweist, und
9B eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in 9A ist.
10A und 10B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
10A eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpenförderöffnung und dem Hubring während Leerlaufdrehung zu erläutern, und
10B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpenförderöffnung und dem Hubring während Drehung mit hoher Drehzahl zu erläutern.
11A und 11B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
11A eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpenförderöffnung und dem Hubring während Leerlaufdrehung zu erläutern, und
11B eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils ist, um die Beziehung zwischen der Kerbe der Pumpenförderöffnung und dem Hubring während Drehung mit hoher Drehzahl zu erläutern; und
12 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Konstruktion des Hauptteils einer herkömmlichen verstellbaren Verdrängerpumpe.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1A und 1B und 2 bis 5 zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten Ausführungsform wird eine Flügelzellen-Ölpumpe, die als Hydraulikdruckquelle für eine Servolenkvorrichtung dient, unter Bezugnahme auf die 1A und 1B und die 2 bis 5 beschrieben.
Eine mit der Bezugszahl 10 bezeichnete verstellbare Flügelzellenpumpe weist einen vorderen Körper 11 und einen hinteren Körper 12 auf, die einen Pumpenkörper bilden, wie in den 3 und 4 gezeigt. Der gesamte Teil des vorderen Körpers 11 ist im wesentlichen schalenförmig ausgebildet, wie in 4 gezeigt. In dem vorderen Körper 11 ist ein Aufnahmeraum 14 zur Unterbringung eines Pumpenelements 13 als Pumpeneinsatz ausgebildet. Der hintere Körper 12 ist integral mit dem vorderen Körper 11 kombiniert und schließt so das Öffnungsende des Aufnahmeraums 14. Eine Antriebswelle 16 zum externen Drehantrieb eines als Drehungselement für das Pumpenelement 13 dienenden Rotors 15 erstreckt sich durch den vorderen Körper 11 und wird von dem vorderen Körper 11 mittels Lagern 16a, 16b und 16c (das Lager 16b ist am hinteren Körper 12 angeordnet, während das Lager 16c an einer später zu beschreibenden Druckplatte 20 angeordnet ist) drehbar gestützt.
Ein Hubring 17 weist eine an der Außenumfangsfläche des Flügel 15a aufweisenden Rotors 15 angeordnete innere Nockenfläche 17a auf und bildet so zwischen der inneren Nockenfläche 17a und dem Rotor 15 eine Pumpenkammer 18. Der Hubring 17 ist in einem an den Innenwandteil des Aufnahmeraums 14 passenden Zwischenring 19 beweglich angeordnet, um das Volumen der Pumpenkammer 18 zu ändern, wie später beschrieben wird.
Der Zwischenring 19 dient dazu, den Hubring 17 im Aufnahmeraum 14 des vorderen Körpers 11 so festzuhalten, daß dieser beweglich ist.
Die Druckplatte 20 ist am vorderen Körper 11 des Pumpeneinsatzes (Pumpenelement 13), der aus dem oben beschriebenen Rotor 15, Hubring 17 und Zwischenring 19 besteht, so gelagert, daß sie dagegenpreßt. Die Stirnfläche des hinteren Körpers 12 wird als Seitenplatte gegen die gegenüberliegende Seitenfläche des Pumpeneinsatzes gepreßt. Wenn der vordere Körper 11 und der hintere Körper 12 integral zusammengebaut sind, ist der Pumpeneinsatz in einem erforderlichen Zustand montiert. Diese Glieder bilden das Pumpenelement 13.
Die Druckplatte 20 und der hintere Körper 12, der durch den Hubring 17 an dieser so gelagert ist, daß er als Seitenplatte dient, sind integral zusammengebaut und aneinander befestigt, während sie in Drehrichtung durch einen später zu beschreibenden Dichtungsstift 21, der auch als Positionierstift und axialer Stützteil zur schwingbaren Verschiebung des Hubrings 17 dient, und durch ein geeignetes eine Drehung verhinderndes Mittel (nicht gezeigt) positioniert sind.
Eine Pumpenförderdruckkammer 23 ist im Aufnahmeraum 14 des vorderen Körpers 11 auf der Seite des Unterteils ausgebildet. Die Pumpenförderdruckkammer 23 übt den Pumpenförderdruck auf die Druckplatte 20 aus. Eine Pumpenförderöffnung 24 ist zur Führung des Drucköls von der Pumpenkammer 18 zu der Pumpenförderdruckkammer 23 in der Druckplatte 20 ausgebildet.
Eine Saugbohrung 25 ist in einem Teil des vorderen Körpers 11 ausgebildet, wie in 4 gezeigt. Ein durch die Bohrung 25 eintretendes Saugfluid strömt durch einen im vorderen Körper 11 durch ein Ventilloch 30a eines später zu beschreibenden Steuerventils 30 verlaufend ausgebildeten Pumpensaugweg 25a und durchgehend im hinteren Körper 12 ausgebildete Wege 25b und 25c und wird der Pumpenkammer 18 durch eine in der Stirnfläche des hinteren Körpers 12 ausgebildete Pumpensaugöffnung 26 zugeführt.
Bei dieser Ausführungsform wird zur Führung des Saugfluids von der Saugbohrung 25 zur Pumpenkammer 18 der Pumpensaugweg 25a, der quer durch das Steuerventil 30, das heißt durch das Ventilloch 30a des Steuerventils 30 verläuft, verwendet. Dies hat folgenden Grund. Bei der zur Lenkkraftsteuerung, wie bei dieser Ausführungsform, verwendeten Pumpe beträgt der zuzuführende Durchfluß nur 7 Ltr./min. Selbst wenn das durch Ansaugen aus einem Behälter T in die Saugbohrung 25 gesaugte Saugfluid durch das Steuerventil 30 strömt, tritt in der Praxis kein Problem auf.
Bei Einsatz dieser Anordnung kann im Gegensatz zu der herkömmlichen Konstruktion, bei der die Saugbohrung 25 zwischen dem Steuerventil 30 des vorderen Körpers 11 und dem Weg 25b des hinteren Körpers 12 gebildet ist, die axiale Länge der Pumpe 10 verringert werden, so daß die Pumpe 10 kleiner ausgeführt werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der hintere Körper 12 aufgrund der Weganordnung insbesondere kompakt ausgeführt und die Pumpe 10 von der Seite des vorderen Körpers 11 aus an dem Behälter T angebracht werden kann, wodurch ein stabiler Montagezustand gestattet wird.
Ein von der Pumpenkammer 18 durch Pumpenförderweg 24, die Pumpenförderdruckkammer 23, ein Fluidwegloch 29, das an einer anderen Stelle in der Druckplatte 20 ausgebildet ist, eine später zu beschreibende zweite Fluiddruckkammer 37, eine Federkammer 42a, die aus einem Stopfen 42 zur Lagerung einer den Hubring 17 vorspannenden Feder 41 besteht, eine in dem vorderen Körper 11, ausgebildete Kerbnut 43 und in dem vorderen Körper 11 ausgebildete Weglöcher 44, 45 und 28b zugeführtes Pumpenförderfluid wird durch eine Förderbohrung 28 zu einer Hydraulikanlage, wie zum Beispiel einer Servolenkvorrichtung (nicht gezeigt; in 3 mit dem Bezugszeichen PS bezeichnet) geleitet. Die Förderbohrung 28 ist in einem am Seitenteil des vorderen Körpers 11 vorgesehenen Stopfen 28a ausgebildet.
Bei den oben beschriebenen Pumpenförderwegen (24, 23, 29, 42a, 43, 44, 45 und 28b) bilden das Fluidwegloch 29, das in die zweite Fluiddruckkammer 37 mündet, und der Seitenflächenteil des Hubrings 17 eine verstellbare Steueröffnung 40, die die offene Fläche vergrößern oder verkleinern kann. Die verstellbare Steueröffnung 40 wird dann gebildet, wenn das Fluidwegloch 29 durch den Seitenwandteil gemäß der Bewegung und Verschiebung des Hubrings 17 geöffnet oder geschlossen wird. Wenn diese Öffnung 40 so ausgebildet ist, daß sie eine geeignete Form aufweist, deren Öffnungs-/Schließausmaß gemäß dem Pumpenför derfluiddruck gesteuert wird, können die Bewegung und die Verschiebung des Hubrings 17 bis zu einem gewünschten Zustand gesteuert werden, und es können Veränderungen der Durchflußeigenschaften erreicht werden.
Das Steuerventil 30 ist so über dem Aufnahmeraum 14 des vorderen Körpers 11 angeordnet, daß es ihn im wesentlichen senkrecht schneidet. Das Steuerventil 30 steuert den Fluiddruck zur Bewegung und Verschiebung des Hubrings 17 (oben beschrieben) im Körper 11 (Zwischenring 19) bezüglich des Rotors 15 mittels der später zu beschreibenden verstellbaren Steueröffnung 40. Das Steuerventil 30 weist einen Kolben 32 auf, der gemäß der Druckdifferenz zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts gelegenen Seite der verstellbaren Steueröffnung 40, die auf der Hälfte des Pumpenförderwegs (24, 23, 29, 42a, 43, 44, 45 und 28b) in dem im vorderen Körper 11 ausgebildeten Ventilloch 30a ausgebildet ist, und einer Vorspannkraft einer Feder 31 gleitet.
Bei diesem Steuerventil 30 wird ein Fluiddruck der stromaufwärts gelegenen Seite der verstellbaren Steueröffnung 40 durch Fluidwege 46 und 47, die sich von der Pumpenförderdruckkammer 23 aus erstrecken, zu einer auf einer Seite liegenden Kammer 32a (in 3 der linken Kammer) des Kolbens 32 geführt. Ein Ventil 33 dient dem Schließen des Ventillochs 30a und weist eine Stange 33a auf, die eine nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 32 in dem Ventilloch 30a in einer derartigen Position sperrt, daß der Kolben 32 das offene Ende des Fluidwegs 47 nicht schließt.
Die Feder 31 ist in der auf der anderen Seite liegenden Kammer 32b (in 3 der rechten Kammer) des Kolbens 32 angeordnet. Ein Fluiddruck auf der stromabwärts gelegenen Seite der oben beschriebenen verstellbaren Steueröffnung 40 wird von der Mitte eines sich zu der Förderbohrung 28 erstreckenden Weges, das heißt, von der zweiten Fluiddruckkammer 37, durch einen zwischen dem vorderen Körper 11 und dem Zwischenring 19 gebildeten Weg und einem im Körper 11 ausgebildeten Fluidweg 34 zu der auf der anderen Seite liegenden Kammer 32b geführt.
Der mit der Saugbohrung 25 in Verbindung stehende Pumpensaugweg 25a erstreckt sich durch im wesentlichen dem mittleren Teil des Ventillochs 30a, wie oben beschrieben.
Ein Saugfluid wird dem Pumpensaugweg 25a durch einen ringförmigen Raum, der durch eine ringförmige Nut 32c des Kolbens 32 gebildet wird, zugeführt.
Ein Fluidweg 19b des mit einer später beschriebenen ersten Fluiddruckkammer 36, die zwischen dem Zwischenring 19 und dem Hubring 17 ausgebildet ist, zu verbindenden Zwischenrings 19 und ein Fluidweg 35, der im vorderen Körper 11 ausgebildet ist, münden zwischen der Öffnung des Pumpensaugwegs 25a und der Öffnung des Förderfluidwegs 47. Wie in 3 gezeigt, stehen der Fluidweg 19b und der Fluidweg 35 normalerweise über einen Steg 32d mit dem Pumpensaugweg 25a in Verbindung, um den Saugfluiddruck zu der ersten Fluiddruckkkammer 36 zu führen. Wenn sich der Kolben 32 über mindestens ein bestimmten Ausmaß nach rechts bewegt, wird er von der Pumpensaugseite getrennt, wie aus 6 ersichtlich, und der Pumpenförderfluiddruck wird der ersten Fluiddruckkammer 36 zugeführt.
In 6 bezeichnet die Bezugszahl 34a einen Dämpfungsöffnungsteil.
Die erste und die zweite Fluiddruckkammer 36 und 37 sind zwischen der Außenumfangsfläche des oben beschriebenen Hubrings 17 und der Innenumfangsfläche des vorderen Körpers 11 (Zwischenrings 19) so ausgebildet, daß sie durch den Dichtungsstift 21 und ein in einer im wesentlichen axialen Position symmetrisch dazu ausgebildetes Dichtungsglied 38 geteilt werden. Bei Betätigung des oben beschriebenen Steuerventils 30 wird der Pumpensaugfluiddruck oder Pumpenförderfluiddruck auf der stromaufwärts gelegenen Seite der verstellbaren Steueröffnung 40 zu der ersten Fluiddruckkammer 36 geführt, und der Pumpenförderfluiddruck auf der stromabwärts gelegenen Seite der verstellbaren Steueröffnung 40 wird zu der zweiten Fluiddruckkammer 37 geführt.
Eine Nut oder dergleichen kann in der Außenumfangsfläche des Hubrings 17 in Umfangsrichtung so ausgebildet werden, daß sie über im wesentlichen den halben Umfang verläuft, so daß die erste Fluiddruckkammer 36 aufrechterhalten werden kann, selbst wenn der Hubring 17 in Kontakt mit dem Zwischenring 19 kommt.
In 5 ist ein Entlastungsventil 39 so angeordnet, daß es einem Teil des Pumpenförderwegs gegenüberliegt. Bei dieser Ausführungsform wird das Entlastungsventil 39 unter Verwendung eines Teils des im Körper 11 ausgebildeten Fluidwegs 44 angeordnet. Ein durchgehend zu dem Entlastungsventil 39 verlaufendes Wegloch 39a bildet einen Weg zur Rückführung des entspannten Fluids zu der Pumpensaugseite.
Wenn das die verstellbare Steueröffnung 40 darstellende Fluidwegloch 29 durch den Hubring 17 geschlossen wird, ändert sich ihre offene Fläche. Bei geringer Drehzahl wird die Pumpe folglich so angefahren, daß sie einen vorbestimmten Durchfluß erreicht. Wenn die Drehzahl einen konstanten Wert überschreitet, wird der Durchfluß vermindert. Wenn die Drehzahl gleich einem vorbestimmten Wert ist oder darüber liegt, kann ein Durchfluß erreicht werden, der ca. der Hälfte des anfänglichen Durchflusses entspricht. Diese Steuerung der Fördermenge kann durch die verstellbare Steueröffnung 40 erreicht werden, die durch das Fluidwegloch 29 und den Seitenflächenteil des Hubrings 17 gebildet wird, der da Ausmaß der Öffnung des Fluidweglochs 29 steuert. Die Fördermengensteuerungseigenschaften können durch willkürliches Ändern der Form des Loches 29 oder durch Einstellen des Öffnungs- /Schließsteuerausmaßes des Hubrings 17 geändert werden.
Bei der oben beschriebenen verstellbaren Flügelzellenpumpe 10 ist die Anordnung von Teilen, die sich von den oben beschriebenen unterscheiden, mit der einer herkömmlich be kannten Pumpe identisch, und deshalb kann auf ihre ausführliche Beschreibung verzichtet werden.
Bei der oben beschriebenen verstellbaren Flügelzellenpumpe 10 sind zur Führung des Fluiddrucks der Pumpenförderdruckkammer 23 zu dem Steuerventil 30 und zu der ersten Fluiddruckkammer 36 durch das Steuerventil 30 und dadurch Bewegung und Verschiebung des Hubrings 17 eine erste, zweite und dritte Drossel 50, 51 und 52 an den Fluidwegen 46 und 47 zwischen der Pumpenförderdruckkammer 23 und dem Ventilloch 30a und den Fluidwegen 35 und 19b zwischen dem Ventilloch 30a und der ersten Fluiddruckkammer 36 ausgebildet.
Insbesondere ist bei der verstellbaren Flügelzellenpumpe 10 im allgemeinen der Dämpfungsöffnungsteil 34a zur Stabilisierung der Bewegung des Kolbens 32 zwischen den Fluidwegen 19a und 34, die den Fluiddruck auf der stromabwärts gelegenen Seite der verstellbaren Steueröffnung 40 zu der auf der anderen Seite gelegenen Kammer 32b des Steuerventils 30 führen, ausgebildet. Bei der Pumpe 10 dieser Art ist die Drosselwirkung gering, da der Durchfluß des passierenden Fluids gering ist. Der Kolben 32 oszilliert, die Fluiddrücke der ersten und der zweiten Fluiddruckkammer 36 und 37 werden demgemäß instabil und der Hubring 17 oszilliert auch. Diese Phänomene lassen sich nicht unterdrücken.
Aus diesen Gründen sind bei dieser Ausführungsform zur Unterdrückung einer Oszillation des Steuerventils 30 (des Kolbens 32) und des Hubrings 17 die Drosseln 50, 51 und 52 an den Fluidwegen 46, 47 und 35 (19b) auf der Pumpenförderseite ausgebildet. Wenn der Förderfluiddruck zu der auf einer Seite liegenden Kammer 32a und der ersten Fluiddruckkammer 36 geführt werden soll, um den Kolben 32 des Steuerventils 30 und den Hubring 17 zu betätigen, wird er sanft geführt, während entsprechend eine vorbestimmte Strömungsmenge erhalten wird, so daß eine Dämpfungswirkung entsteht.
Von den drei Drosseln 50, 51 und 52 können mindestens eine oder zwei oder alle drei ausgebildet sein.
Zum Beispiel können die erste und die zweite Drossel 50 und 51 eine Oszillation des Kolbens 32 des Steuerventils 30 und gleichzeitig eine Oszillation des Hubrings 17 unterdrücken. Obgleich mit der ersten und zweiten Drossel 50 und 51 eine Wirkung erzielt werden kann, kann eine größere Drosselwirkug erhalten werden, wenn beide vorgesehen sind. Die dritte Drossel 52 kann nur die Oszillation des Hubrings 17 unterdrücken, wie aus ihrer Position ersichtlich ist.
Wenn die erste, die zweite und die dritte Drossel 50, 51 und 52 vorgesehen sind, kann eine maximale Drosselwirkung erwartet werden.
Wenn die erste, die zweite und die dritte Drossel 50, 51 und 52 zur Unterdrückung der Oszillation des Kolbens 32 und des Hubrings 17 bei der verstellbaren Verdrängerpumpe 10 vorgesehen sind, kann die Pulsation des Pumpenförderfluiddrucks von der Pumpe 10 vermindert werden, und Lärm am Fahrzeug, die Entstehung von geringen Vibrationen des Lenkrads und Oszillation, die bei Betätigung des Entlastungsventils 39 erzeugt wird, können unterdrückt werden.
Insbesondere können gemäß dieser Anordnung Förderstromeigenschaften bezüglich Pumpendrehzahl ohne Probleme wie zum Beispiel Pulsation erhalten werden, wie in 7A gezeigt. In 7A zeigt das Bezugszeichen a einen Fall, in dem sich bei Erhöhung der Pumpendrehzahl die Förderstromrate verringert und unter den Spitzenwert fällt, so daß Lenksteuerung während Fahrens mit hoher Geschwindigkeit angemessen ausgeführt werden kann. Diese Steuerung kann durch Steuerung des Öffnungsausmaßes mit der verstellbaren Steueröffnung 40 leicht ausgeführt werden. Des weiteren läßt sich natürlich auch ein Steuervorgang wie durch eine Kurve b angedeutet frei ausführen.
Wenn von den Drosseln 50, 51 und 52 nur die dritte Drossel 52 vorgesehen ist, fällt die Schwankung des Pumpenförderstroms aufgrund von Oszillation auf ca. 1/15 des Wertes, der ohne sie erhalten worden wäre. Wenn nur die erste und die dritte Drossel 50 und 52 vorgesehen sind, fällt die Schwankung auf ca. 1/15 des Wertes, der ohne sie erhalten worden wäre. Wenn sowohl die erste, die zweite als auch die dritte Drossel 50, 51 und 52 vorgesehen sind, fällt die Schwankung auf ca. 1/22 des Wertes, der ohne sie erhalten worden wäre. Versuche haben dies bestätigt.
Bei der Flügelzellenpumpe 10 mit der bei der obigen Ausführungsform beschriebenen Konstruktion wird eine getrennte Entlastungsventilkonstruktion eingesetzt, das heißt, das Entlastungsventil 39 zur Verhinderung eines übermäßigen Ansteigens des Pumpenförderfluiddrucks ist so in den Körpern 11 und 12 angeordnet, daß es dem Pumpenfördertluidweg 44 gegenüberliegt und von dem Steuerventil 30 getrennt ist. Es kann jedoch auch eine Konstruktion mit eingebautem Entlastungsventil, bei der ein Entlastungsventil im Kolben 32 des Steuerventils 30 eingebaut ist, eingesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht bei der verstellbaren Flügelzellenpumpe 10 mit der obigen Anordnung, wie in den 1A und 1B, den 2A und 2B und 3 gezeigt, mindestens eine (die Kerbe 70 der Pumpensaugöffnung 26) der Kerben 70, die durch Einkerben – in Drehrichtung des Motors – des Anfangs- oder abschließenden Endteils (bei dieser Ausführungsform in den Anfangsendteil) der Pumpensaugöffnung 26 und des Pumpensaugwegs 24, die in die Pumpenkammer 18 münden, im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind, aus mehreren (in dieser Ausführungsform zwei) Kerbnuten 71, die in Ra dialrichtung der Pumpenkammer 18 ausgerichtet sind und in Drehrichtung des Rotors 15 eine unterschiedliche Länge aufweisen.
In 3 ist eine Kerbe 24a – in Rotordrehrichtung – am Anfangsendteil der Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet. Die Kerbe 24a ist mit der bei der herkömmlichen Pumpe eingesetzten identisch. Bei der Kerbe 24a an diesem Teil kann es sich um eine durch mehrere Kerbnuten, wie oben beschrieben, gebildete Kerbe handeln.
Mit der diese Anordnung aufweisenden Kerbe 70 ist der Zeitpunkt der Verbindung in Drehrichtung des Rotors 15 bei Schwingung und Verschiebung des Hubrings 17 in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl unterschiedlich. Die Kerbe 70 kann so ausgebildet sein, daß sich ihre Querschnittsfläche von ihrem distalen Ende zu dem proximalen Ende auf der Seite der Pumpensaugöffnung 26 in Drehrichtung des Rotors 15 allmählich ändert.
Die 2A und 2B zeigen die Beziehung zwischen den Kerbnuten 71 und 72 der oben beschriebenen Kerbe 70 und der Pumpensaugöffnung 26.
Insbesondere mündet, wie in 1A gezeigt, bei Leerlauf der Pumpe 10 nur die innere Kerbnut 71 der Kerbe 70 in die Pumpenkammer 18, und die äußere Kerbnut 72 ist durch den Hubring 17 geschlossen. Wie in 1B gezeigt, wird der Hubring 17 bei Drehung der Pumpe 10 mit hoher Drehzahl in 1B nach rechts verschoben, so daß auch die äußere Kerbnut 72 in die Pumpenkammer 18 mündet.
Wenn die offene Position des distalen Endteils der oben beschriebenen inneren Kerbnut 71 in Rotordrehrichtung für Leerlaufdrehung der Pumpe 10 eingestellt ist, und die offene Position des distalen Endteils der äußeren Kerbnut 72 in Rotordrehrichtung für Drehung der Pumpe 10 mit hoher Drehzahl eingestellt ist, kann deshalb der Zeitpunkt für die Verbindung in Rotordrehrichtung gemäß der Schwingung und Verschiebung des Hubrings 17, die die jeweilige Drehzahl begleiten, zweckmäßig eingestellt werden.
Wenn diese Kerbe 70 eingesetzt wird, sind die Endteile der Kerbnuten 71 und 72 so angeordnet, daß sie in Radialrichtung der Pumpenkammer 18 und in Rotordrehrichtung verschoben werden. Bei Antrieb der verstellbaren Verdrängerpumpe 10 kann, selbst wenn der Hubring gemäß der Pumpendrehzahl schwingt und verschoben wird, die Kerbe 70 mit den Druckkammern zwischen den Flügeln zu einem Zeitpunkt, der der Pumpendrehzahl angepaßt ist, in Verbindung stehen. Die Druckänderung wird mäßig und Pulsation oder Lärm auf Pumpenförderseite können verringert werden.
Insbesondere, wenn die oben beschriebene Kerbe 70 in der Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet ist, kann ein optimaler Zeitpunkt eingestellt werden, da die Leerlaufdrehung bis zur Drehung des Motors mit hoher Drehzahl und die durch eine Änderung der Pumpendrehzahl erzeugte Öldruckpulsation und der durch Vibration der Pumpe erzeugte Lärm verringert wer den können. Infolgedessen kann eine Pumpe 10 mit geringem Lärm im gesamten Umdrehungsbereich erhalten werden.
Die 8A und 8B und die 9A und 9B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 8A und 8B und den 9A und 9B werden Teile, die mit denen der 1A und 1B und den 2A und 2B identisch sind oder ihnen entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre ausführliche Beschreibung kann verzichtet werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Kerbe 70 durch die zwei Kerbnuten 71 und 72 definiert, wie oben beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform weist eine Kerbe 70 eine große Nutenbreite auf, wie in den 8A und 8B und den 9A und 9B gezeigt, und wird durch eine Kerbnut mit einem im wesentlichen trapezförmigen distalen Ende gebildet, das von einer in Rotordrehrichtung geneigten Fläche gebildet wird. Eine Pumpensaugöftnung 26 ist in dieser Kerbnut in Pumpenumdrehrichtung ausgebildet. Kerbnutendteile 73 und 74 sind auf den beiden Seiten der geneigten Fläche der Kerbe 70 ausgebildet. Die Kerbnutendteile 73 und 74 sind an zueinander in verschiedenen Drehrichtungen zwischen Leerlaufdrehung und Drehung mit hoher Drehzahl versetzten Positionen angeordnet.
Wenn die Kerbe 70 diese Konstruktion aufweist, wie in den 8A und 8B gezeigt, kann die Druckkammer mit der Pumpensaugöffnung 26 zu optimalen Zeitpunkten in Verbindung stehen , die sich zwischen Leerlaufdrehung und Drehung einer Pumpe 10 mit hoher Drehzahl voneinander unterscheiden. Diese Pumpe 10 kann die durch ihre Nut gebildete offene Fläche in größerem Ausmaß ändern als die Kerbe der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Infolgedessen wird eine starke Druckschwankung verringert, und Pulsation der Pumpe und Lärm können weiter vermindert werden.
Wenn die Kerbe 70 diese Konstruktion aufweist, kann die offene Fläche, die sich gemäß dem Schwingungs- und Verschiebungsausmaß eines Hubrings 17 ändert, linearer geändert werden als bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die 10A und 10B zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist eine Kerbe 80, die mit der der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform identisch ist, in Rotordrehrichtung am Anfangsendteil eines Pumpenförderwegs 24 ausgebildet. Diese Kerbe 80 wird durch Ausrichtung mehrerer (zweier) Kerbnuten 81 und 82 mit unterschiedlichen Längen in Pumpenumdrehungsrichtung in Radialrichtung einer Pumpenkammer 18 gebildet.
Auch bei der dritten Ausführungsform können eine Funktion und Wirkung erreicht werden, die anscheinend fast gleich jener der oben beschriebenen ist.
Bei der dritten Ausführungsform kann, falls eine Kerbe 70, die mit der der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform identisch ist, in einer Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet ist, eine bessere Wirkung erzielt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und eine Kerbe, die mit der der herkömmlichen Pumpe identisch ist, kann in der Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet werden.
Die 11a und 11b zeigen eine verstellbare Flügelzellenpumpe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vierten Ausführungsform ist eine Kerbe 80, die mit der der oben beschriebenen dritten Ausführungsform identisch ist, in Drehrichtung eines Rotors 15 im Anfangsendteil eines Pumpenförderwegs 24 ausgebildet. Diese Kerbe 80 ist mit mehreren (zwei) Endteilen 83 und 84 ausgebildet, die zumindest in Drehrichtung voneinander versetzt sind und in Radialrichtung einer Pumpenkammer 18 ausgerichtet sind. Die Form der Kerbe 80 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich etwas von der der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform. Dies liegt daran, daß die Kerbe 80 in dem Bereich der Pumpenkammer ausgebildet ist, der sich von der Pumpensaugseite zur Pumpenförderseite erstreckt.
Auch bei der vierten Ausführungsform können natürlich eine Funktion und Wirkung erreicht werden, die jenen der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform fast gleich sind.
Bei der vierten Ausführungsform kann, falls eine Kerbe 70, die mit der der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform identisch ist, in einer Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet ist, eine bessere Wirkung erzielt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und eine Kerbe, die mit der der herkömmlichen Pumpe identisch ist, kann in der Pumpensaugöffnung 26 ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Konstruktionen der Ausführungsformen beschränkt. Die Formen, Konstruktionen und dergleichen der jeweiligen Teile können frei und zweckmäßig modifiziert und geändert werden und es sind verschiedene Modifikationen möglich.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Kerbe 70 oder 80, die die vorliegende Erfindung kennzeichnet, in Pumpenumdrehungsrichtung im Anfangsteil jeder Pumpensaug- und -förderöffnung 26 und 24 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Kerbe 70 oder 80 kann – in Umdrehungsrichtung – im abschließenden Endteil jeder der Öffnungen 26 und 24 ausgebildet sein. Die Kerbe 70 oder 80 kann an einem der Endteile einer beliebigen der Öffnungen 26 und 24 der Pumpe ausgebildet sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die erste und die zweite Drossel 50 und 51 in den Fluidwegen 46 und 47 ausgebildet, die von der Pumpenförderdruckkammer 23 zu der auf einer Seite gelegenen Kammer 32a des Steuerventils 30 verlaufen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können mehrere Drosseln, zum Bei spiel insgesamt vier oder mehr, ausgebildet sein. Beispielsweise können drei oder mehr Drosseln an den oben beschriebenen Fluidwegen 46 und 47 ausgebildet sein, oder zwei oder mehr Drosseln können an den Fluidwegen 35 und 19b, die von dem Steuerventil 30 zu der ersten Fluiddruckkammer 36 verlaufen, ausgebildet sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der ringförmige Spalt zum beweglichen Festhalten des Hubrings 17 durch den Zwischenring 19 gebildet. Die vorliegende erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der Hubring 17 kann im Pumpenkörper 11 so festgehalten werden, daß er beweglich ist.
Die verstellbare Flügelzellenpumpe 10 mit der obigen Anordnung ist nicht auf die bei den obigen Ausführungsformen beschriebene Konstruktion beschränkt. Neben der bei den obigen Ausführungsformen beschriebenen Servolenkvorrichtung kann die vorliegende Erfindung natürlich auch auf verschiedene Anlagen- und Vorrichtungsarten angewendet werden.
Wie oben beschrieben, können bei der verstellbaren Flügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung aufgrund einer Kerbe, die durch Einkerben des – in Rotordrehrichtung – abschließenden oder Anfangsendteils der Pumpensaug- oder -förderöffnung im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, und Schwingung und Verschiebung des Hubrings durch eine Änderung der Pumpendrehzahl der Zeitpunkt, bei dem die Pumpensaug- oder -förderöffnung mit der Druckkammer zwischen den Flügeln in Verbindung steht, und eine Änderung der Querschnittsfläche der Pumpensaug- oder förderöffnung in Rotordrehrichtung zweckmäßig eingestellt werden. Trotz der einfachen Anordnung weist die vorliegende Erfindung die folgenden hervorragenden Wirkungen auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die distalen Enden mehrerer Kerbnuten, die eine im wesentlichen V-förmige Kerbe bilden, oder mehrere Endteile von breiten Kerbnuten in Radialrichtung der Pumpenkammer und in Drehrichtung des Rotors voneinander versetzt. Bei Antrieb der verstellbaren Flügelzellenpumpe, selbst wenn der Hubring gemäß der Pumpendrehzahl schwingt und verschoben wird, stehen die distalen Enden der mehreren Kerbnuten oder die mehreren Endteile der breiten Kerbnuten mit den Druckkammern zwischen den Flügeln zu einem vorbestimmten Zeitpunkt gemäß der Pumpendrehzahl in Verbindung. Die Druckänderung wird mäßig und Pulsation oder Lärm auf der Pumpenförderseite können vermindert werden.
Bei dieser Anordnung können durch die Verminderung der Pulsation, wie oben beschrieben, Nachteile wie zum Beispiel die Erzeugung von Lärm am Fahrzeug oder geringe Vibrationen des Lenkrads unterdrückt werden.

Claims

Verstellbare Flügelzellenpumpe, welche umfaßt: Einen Rotor (15) mit Flügeln (15a), der in einem Pumpenkörper (11) drehbar ist; Einen Hubring (17), der so an einer Außenumfangsfläche des Rotors (15) angebracht ist, daß er zusammen mit dem Rotor eine Pumpenkammer (18) bildet, und in dem Pumpenkörper (11) beweglich und verschiebbar angeordnet ist; Eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer (36, 37), die auf zwei Seiten einer Außenumfangsfläche des Hubrings (17) zwischen dem Hubring (17) und dem Pumpenkörper (11) ausgebildet sind, um darin einen einem Durchfluß eines aus der Pumpenkammer (18) abgeführten Druckmittels entsprechend Fluiddruck zu führen und dadurch den Hubring (17) zu bewegen und zu verschieben; Eine Pumpensaugöffnung (26) und eine Pumpenförderöffnung (24), die in Seitenplattengliedern (20, 12), welche zusammen mit dem Rotor (15) und dem Hubring (17) die Pumpenkammer (18) bilden, so ausgebildet sind, daß sie der Pumpensaugseite bzw. der Pumpenförderseite der Pumpenkammer (18) gegenüberliegen und Kerben am Anfangs-Endteil der Pumpensaugöftnung (26) und der Pumpenförderöftnung (24), die eine im wesentlichen V-förmige Gestalt aufweisen und in Radialrichtung der Pumpenkammer (18) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kerbe (70, 80) aus mehreren Kerbnuten (71, 72, 81, 82) gebildet ist.
Verstellbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Leerlauf der Pumpe (10) nur eine innere Kerbnut (71, 81) in die Pumpenkammer (18) mündet und die äußere Kerbnut (72, 82) durch den Hubring (17) geschlossen ist.
Verstellbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung der Pumpe (10) mit hoher Drehzahl auch die äußere Kerbnut (72, 82) in die Pumpenkammer (18) mündet.
Verstellbare Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben (71, 72, 81, 82) mit unterschiedlichen Längen in Drehrichtung des Rotors (15) gebildet sind.
Verstellbare Flügelzellenpumpe, welche umfaßt: einen Rotor (15) mit Flügeln (15a), der in einem Pumpenkörper (11) drehbar ist; Einen Hubring (17), der so an einer Außenumfangsfläche des Rotors (15) angebracht ist, daß er zusammen mit dem Rotor eine Pumpenkammer (18) bildet, und in dem Pumpenkörper (11) beweglich und verschiebbar angeordnet ist. Eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer (36, 37), die auf zwei Seiten einer Außenumfangsfläche des Hubrings (17) zwischen dem Hubring (17) und dem Pumpenkörper (11) ausgebildet sind, um darin einen einem Durchfluß eines aus der Pumpenkammer (18) abgeführten Druckmittels entsprechenden Fluiddruck zu führen und dadurch den Hubring (17) zu bewegen und zu verschieben. Eine Pumpensaugöffnung (26) und eine Pumpenförderöftnung (24), die in Seitenplattengliedern (20, 12), welche zusammen mit dem Rotor (15) und dem Hubring (17) die Pumpenkammer (18) bilden, so ausgebildet sind, daß sie der Pumpensaugseite bzw. der Pumpenförderseite der Pumpenkammer (18) gegenüberliegen und Kerben am Anfangs-Endteil der Pumpensaugöftnung (26) und der Pumpenförderöffnung (24) ausgebildet sind, die eine im wesentlichen V-förmige Gestalt aufweisen und in Radialrichtung der Pumpenkammer (18) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben (70, 80) mehrere Endteile (73, 74, 83, 84) aufweisen, die sich in Drehrichtung des Rotors (15) in voneinander verschiedenen Positionen befinden und aus im wesentlichen trapezförmigen Kerbnuten bestehen, die in Radialrichtung mit der Pumpenkammer (18) in Verbindung stehen.
Verstellbare Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe (70) so ausgebildet ist, daß sich eine Querschnittsfläche davon in Drehrichtung des Rotors von einem distalen Ende zu einem proximalen Endteil, der in der Weiterführung der Pumpensaugöffnung (26) darstellt, allmählich ändert.
Verstellbare Flügelzellenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe (70) so ausgebildet ist, daß sich eine Querschnittsfläche davon in Drehrichtung des Rotors von einem distalen Ende zu einem proximalen Endteil, der eine Weiterführung der Pumpenförderöffnung (24) darstellt, allmählich ändert.