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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine regelbare Verdrängungspumpe,
die in einer Servolenkvorrichtung für ein Motorfahrzeug oder dergleichen
eingesetzt wird.
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Beschreibung
des zugehörigen
Stands der Technik
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In
herkömmlicher
Art und Weise wird eine regelbare Verdrängungspumpe zum Unterstützen einer Lenkkraft
durch eine hydraulische Servolenkvorrichtung für ein Motorfahrzeug verwendet,
wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) Nr.
8-200239 beschrieben ist. Diese herkömmliche regelbare Verdrängungspumpe
wird durch einen Motor des Motorfahrzeugs direkt gedreht und angetrieben.
Die variable Verdrängungspumpe
weist einen Rotor auf, der innerhalb eines Nockenrings angeordnet
ist, wobei der Nockenring an einem in einem Pumpengehäuse eingepassten
Adapterring beweglich und verschiebbar angepasst ist, wodurch zwischen
dem Nockenring und dem äußeren Randbereich
des Rotors eine Pumpenkammer gebildet wird.
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In
diesem herkömmlichen
Stand der Technik ist der Nockenring so aufgebaut, dass er innerhalb des
Adapterrings beweglich und verschiebbar ist. Eine Treib- bzw. Spannkraft,
die die Kapazität
der Pumpenkammer maximiert, wird mittels einer Feder auf den Nockenring
beaufschlagt. Die erste und die zweite Fluiddruckkammer sind zwischen
dem Nockenring und dem Adapterring getrennt voneinander gebildet.
Ein Schaltventil regelt den auf die beiden Fluiddruckkammern beaufschlagten
Fluiddruck. Dies entspricht der Ausstoßflussstärke eines unter Druck stehenden
Fluids aus der Pumpenkammer, so dass der Nockenring bewegt wird.
Die Kapazität
der Pumpenkammer wird verändert,
so dass die Auslassstromstärke
aus der Pumpenkammer geregelt wird. Entsprechend wird in dieser
regelbaren Verdrängungspumpe
die Auslassflussstärke
so geregelt, dass sie groß ist,
so dass eine große
Lenkunterstützungskraft
erzielt wird, wenn das Motorfahrzeug anhält oder mit einer niedrigen
Geschwindigkeit fährt, wobei
das Motorfahrzeug eine geringere Drehgeschwindigkeit aufweist. Die
Auslassflussstärke
wird so geregelt, dass sie gleich oder geringer als eine festgesetzte
Stärke
ist, wodurch die Lenkunterstützungskraft
klein wird, wenn das Motorfahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit
fährt,
wobei das Motorfahrzeug eine große Drehgeschwindigkeit aufweist, wodurch
es in die Lage versetzt wird, eine Lenkunterstützungskraft, die für die Servolenkvorrichtung
benötigt
wird, zu erzeugen.
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Im
herkömmlichen
Stand der Technik wird ein Entspannungsventil vom direkt getriebenen
Typ in einem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellt, so
dass der Fluiddruck entspannt wird, wenn der Fluiddruck an der Pumpenausstoßseite durch
einen statischen, eingeschlagenen Lenkzustands oder dergleichen,
der in der Servolenkvorrichtung aufrecht erhalten wird, zu groß wird.
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Weil
das im herkömmlichen
Stand der Technik in dem pumpenauslassseitigen Durchlass angeordnete
Entspannungsventil vom direkt getriebenen Typ ist, ist eine Veränderung
des Entspannungsdrucks in Abhängigkeit
von einer Stärke
eines vorbeiströmenden
Flusses (eine Druckübersteuerungscharakteristik)
groß.
Die Stärke
des vorbeiströmenden Flusses
neigt dazu, sich in Abhängigkeit
von einem Anstieg der Umdrehungsgeschwindigkeit zu vergrößern und
sich durch eine Abnahme der Öltemperatur zu
verringern. Dementsprechend beeinflussen in einer regelbaren Verdrängungspumpe
mit einem Entspannungsventil vom direkt getriebenen Typ nach dem
herkömmlichen
Stand der Technik die verwendete Umdrehungsgeschwindigkeit und die
Veränderungen
der Öltemperatur
es (das Entspannungsventil), was es unmöglich macht, einen inhärent erforderlichen
Entspannungsdruck zu erzielen.
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US 5 562 432 offenbart eine
regelbare Verdrängungspumpe
mit einem Gehäuse,
das darin einen Raum umfasst, der folgendes aufnimmt: Pumpenbestandteilelemente
einschließlich
eines Rotors, der Schaufeln aufweist und der durch eine Antriebswelle
angetrieben wird; einen Nockenring, der innerhalb eines Adapterrings
beweglich und verschiebbar angeordnet ist und der um den äußeren Rand
des Rotors herum angepasst ist, um dazwischen eine Pumpenkammer
zu bilden, so dass der Nockenring das Volumen der Pumpenkammer einstellbar
macht. Ein Schaltventil ist oberhalb des aufnehmenden Raums in dem
Gehäuse
bereitgestellt zum Regeln des Fluiddrucks und zum Bewegen und Verschieben des
Nockenrings in Bezug auf den Rotor entsprechend einer Druckdifferenz
zwischen der stromaufwärtigen
und der stromabwärtigen
Seite einer in einem Pumpenablassdurchlass bereitgestellten Messöffnung.
Weiter stromabwärts
in dem Pumpenauslassdurchlass ist ein Entspannungsventil bereitgestellt
zum Entspannen des Fluids da hindurch und durch ein Durchlassloch,
so dass das so entspannte Fluid über
die Ansaugseite der Pumpe umläuft.
Das Entspannungsventil dieser Pumpe ist nicht vom Ventiltyp, der
ein Betätigungselement
aufweist und ist nicht parallel zu dem Umschaltventil angeordnet.
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US 2 755 741 offenbart eine
sich drehende Fluidpumpe, die ein Entspannungsventil aufweist zum
Entspannen überschüssigen Fluids
von der Auslassseite der Pumpe, so dass der Druck ein vorbestimmtes
Maximum nicht überschreitet.
Das Entspannungsventil umfasst eine Ventilspule mit einer Bohrung,
die ein Ventil mit einem Betätigungselement
aufnimmt. Jedoch umfasst diese Pumpe kein Schaltventil und keine
Messöffnung.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einer regelbaren Verdrängungspumpe
zu ermöglichen,
einen stabilen Ablassdruck beim Entspannen eines überschüssigen Fluiddrucks
in einer Pumpenauslassseite einzustellen, selbst wenn die Einsatzbedingungen
(eine Drehgeschwindigkeit und eine Öltemperatur) verändert werden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine regelbare Verdrängungspumpe
bereitgestellt mit einem Rotor, der gedreht und angetrieben wird,
während
er an einer in ein Pumpengehäuse
eingesetzten Pumpenwelle befestigt ist und der eine Vielzahl von Schaufeln
in einer Nut so aufnimmt, dass diese in einer radialen Richtung
beweglich sind. Sie umfasst einen Adapterring, der in ein Passloch
in dem Pumpengehäuse
eingepasst ist und einen Nockenring, der an dem Adapterring angepasst
ist, so dass zwischen dem Nockenring und einem äußeren Randbereich des Rotors
eine Pumpenkammer gebildet wird. Der Nockenring ist innerhalb des
Adapterrings beweglich und verschiebbar und bildet getrennt voneinander
die erste und zweite Fluiddruckkammer zwischen dem Nockenring und
dem Adapterring. Ein Schaltventil, das durch einen Druckunterschied
zwischen einer stromaufwärtigen
Seite und einer stromabwärtigen Seite
einer in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten Messöffnung betätigt wird,
regelt die Zufuhr von Fluiddruck in die erste und zweite Fluiddruckkammer
in Abhängigkeit
von einer Auslassflussstärke
eines unter Druck stehenden, aus der Pumpenkammer ausgestoßenen Fluids.
Dies bewegt den Nockenring und verändert die Kapazität der Pumpenkammer,
was es ermöglicht,
die aus der Pumpenkammer ausgestoßene Auslassflussstärke zu regeln.
Ein Entspannungsventil entspannt den überschüssigen Fluiddruck an der Pumpenauslassseite.
Das Entspannungsventil besteht aus einem Entspannungsventil vom
Typ mit einem Betätigungselement,
das durch Hinzufügen
eines Ventils mit einem Betätigungselement
zu einem Hauptventil erhalten worden ist. Der Fluiddruck an der
stromabwärtigen
Seite der in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten
Messöffnung
wird auf das Ventil mit Betätigungselement,
beaufschlagt und das Hauptventil ist in der Lage, den stromabwärtsseitigen Durchlass
der Messöffnung
in Bezug auf einen Ableitdurchlass zu öffnen und zu schließen. Das
Entspannungsventil ist parallel zu dem Umschaltventil angeordnet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine regelbare Verdrängungspumpe
bereitgestellt mit einem Rotor, der gedreht und angetrieben wird,
während
er an einer in ein Pumpengehäuse
eingeführten Pumpenwelle
befestigt ist und eine Vielzahl von Schaufeln in einer Nut so aufnimmt,
dass diese in einer radialen Richtung beweglich sind. Sie umfasst
einen Adapterring, der in einem Passloch in dem Pumpengehäuse eingepasst
ist, und einen Nockenring, der an dem Adapterring angepasst ist,
so dass zwischen dem Nockenring und einem äußeren Randbereit des Rotors
eine Pumpenkammer gebildet wird. Der Nockenring ist innerhalb des
Adapterrings beweglich und verschiebbar und bildet getrennt voneinander
die erste und zweite Fluiddruckkammer zwischen dem Nockenring und
dem Adapterring. Ein Umschaltventil, das durch einen Druckunterschied zwischen
einer stromaufwärtigen
Seite und einer stromabwärtigen
Seite in einer in einem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten
Messöffnung betätigt wird,
regelt die Zufuhr von Fluiddruck zu der ersten und zweiten Fluiddruckkammer
in Abhängigkeit
von einer Auslassflussstärke
eines unter Druck stehenden, aus der Pumpenkammer ausgestoßenen Fluids.
Dies bewegt den Nockenring und verändert die Kapazität der Pumpenkammer,
wodurch es möglich
wird, die von der Pumpenkammer ausgestoßene Auslassflussstärke zu regeln.
Ein Entspannungsventil entspannt den überschüssigen Fluiddruck an der Pumpenauslassseite.
Das Entspannungsventil besteht aus einem Entspannungsventil vom
Typ mit einem Betätigungselement,
das durch Hinzufügen
eines Ventils mit Betätigungselement
zu einem Hauptventil erhalten worden ist. Der Fluiddruck in der stromaufwärtigen Seite
der in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten Messöffnung wird auf
das Ventil mit Betätigungselement
beaufschlagt und das Hauptventil ist in der Lage, den stromaufwärtsseitigen
Durchlass der Messöffnung
in Bezug auf einen Ableitdurchlass zu öffnen und zu schließen. Das
Entspannungsventil ist parallel zu dem Schaltventil angeordnet.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden beim Lesen
der folgenden ausführlichen Beschreibung
und aus den beigefügten
Zeichnungen, die nicht als eine Beschränkung für die Erfindung angesehen werden
sollten, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
Querschnittsansicht, die eine regelbare Verdrängungspumpe zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 1;
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 2;
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5 ist
die Ansicht eines hydraulischen Kreislaufs einer regelbaren Verdrängungspumpe; und
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6 ist
eine Ansicht eines hydraulischen Kreislaufs, die eine andere Ausführungsform
der regelbaren Verdrängungspumpe
zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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(Erste Ausführungsform)
(1 bis 5)
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Eine
regelbare Verdrängungspumpe 10 ist eine
Schaufelpumpe, die einer Öldruck
erzeugenden Quelle einer hydraulischen Servolenkungsvorrichtung
für ein
Motorfahrzeug entspricht. Die Pumpe 10 weist einen Rotor 13 auf,
der entsprechend einer sägezahnförmigen Auszackung
an einer in ein Pumpengehäuse 11 eingeführten Pumpenwelle 12 so
befestigt ist, dass er gedreht und angetrieben wird, wie das in
den 1 bis 3 gezeigt ist. Die Pumpenumhüllung 11 ist
so aufgebaut, dass es integral ein Pumpengehäuse 11A mit einer
Abdeckung 11B durch die Verwendung einer Schraube 14 vereint
und die Pumpenwelle 12 mittels der Lager 15A bis 15C unterstützt. Die
Pumpenwelle 12 kann durch einen Motor eines Motorfahrzeugs
direkt gedreht und angetrieben werden.
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Der
Rotor 13 ist so aufgebaut, dass die Schaufeln 17 in
Nuten 16, die jeweils an mehreren Positionen in einer Umkreisrichtung
angeordnet sind, aufgenommen werden und dass die entsprechenden Schaufeln 17 in
einer radialen Richtung entlang der Nuten 16 bewegt werden
können.
Eine Druckplatte 18 und ein Adapterring 19 sind
in einem laminierten Zustand in einem Passloch 20 in dem
Pumpengehäuse 11A der
Pumpenumhüllung 11 eingepasst. Diese
Elemente werden von einem Seitenbereich durch die Abdeckung 11B befestigt
und in einem Zustand gehalten, so dass sie in einer Umkreisrichtung durch
einen unten beschriebenen Unterstützungspunktstift 21 angeordnet
sind. Ein Ende des Unterstützungspunktstifts 21 ist
an der Abdeckung 11B eingepasst und befestigt.
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Ein
Nockenring 22 ist in dem oben genannten, in das Pumpengehäuse 11A der
Pumpenumhüllung 11 eingepassten
Adapterring 19 eingepasst. Der Nockenring 22 umringt
den Rotor 13 und weist eine Exzentrizität in Bezug auf den Rotor 13 auf.
Dies bildet zwischen dem Nockenring 22 und einem äußeren Umkreisbereich
des Rotors 13 eine Pumpenkammer 23 zwischen der
Druckplatte 18 und der Abdeckung 11B. In einem
Ansaugbereich auf einer stromaufwärts gelegenen Seite in einer
Drehrichtung des Rotors in der Pumpenkammer 23 wird eine
in der Abdeckung 11B bereitgestellte Ansaugöffnung 24 geöffnet. Eine
Ansaugöffnung 26 der
Pumpe 10 ist durch Ansaugdurchlässe 25A und 25B,
die in dem Gehäuse 11A und
der Abdeckung 11B bereitgestellt sind, mit der Ansaugöffnung 24 verbunden.
Im Gegensatz dazu ist eine Auslassöffnung 27, die in
der Druckplatte 18 bereitgestellt ist, zu einem Auslassbereich
auf einer stromabwärts
gelegenen Seite in der Drehrichtung des Rotors der Pumpenkammer 23 hin
geöffnet, und
eine Auslassöffnung 29 der
Pumpe 10 ist über eine
Hochdruckkammer 28A und einen in dem Gehäuse 11A bereitgestellten
Auslassdurchlass 28B mit der Auslassöffnung 27 verbunden.
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Wenn
der Rotor 13 durch die Pumpenwelle 12 gedreht
und angetrieben wird und die Schaufel 17 des Rotors 13 gedreht
wird, indem sie an den Nockenring 22 durch die Zentrifugalkraft
angedrückt wird,
geschieht in der regelbaren Verdrängungspumpe 10 das
folgende. An der stromaufwärts
gelegenen Seite in der Drehrichtung des Rotors in der Pumpenkammer 23 dehnt
die regelbare Verdrängungspumpe 10 eine
von den benachbarten Schaufeln 17 und dem Nockenring 22 gemeinsam
umringten Kapazität
aufgrund der Drehung aus, so dass ein Arbeitsfluid von der Einlassöffnung 24 angesaugt
wird. An der stromabwärts
gelegenen Seite in der Drehrichtung des Rotors in der Pumpenkammer 23 verringert
die regelbare Verdrängungspumpe 10 die
von den benachbarten Schaufeln 17 und dem Nockenring 22 zusammen umringten
Kapazität
aufgrund der Drehung, so dass das Arbeitsfluid aus der Auslassöffnung 27 ausgestossen
wird.
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Die
regelbare Verdrängungspumpe 10 weist eine
in der folgenden Weise (A) aufgebaute Regelvorrichtung 40 für die Auslassflussstärke auf
und einen in der folgenden Weise (B) aufgebauten Schaufeldruck erzeugende
Vorrichtung 60.
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(A) Regelvorrichtung 40 für die Auslassflussstärke
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Die
Regelvorrichtung 40 für
die Auslassflussstärke
ist so aufgebaut, dass der Unterstützungspunktstift 21 vertikal
auf dem untersten Bereich des an dem Pumpengehäuse 11 befestigten
Adapterrings vertikal befestigt ist. Der unterste vertikale Bereich
des Nockenrings 22 wird durch den Unterstützungspunktstift 21 unterstützt und
der Nockenring 22 kann schwingend innerhalb des Adapterrings 19 verschoben
werden.
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Die
Auslassflussstärken-Regelvorrichtung 40 kann
zum Maximieren der Kapazität
der Pumpenkammer 23 eine treibende Kraft auf den Nockenring 22 beaufschlagen.
Dies tritt auf, wenn eine Feder 42 in der Federkammer 41,
die in dem die Pumpenumhüllung
bildenden Pumpengehäuse 11A durch
ein in dem Adapterring 19 bereitgestelltes Federloch 19A aufgenommen
wird, so dass es in einen Druckkontakt mit einem äußeren Randbereich
des Nockenrings 22 kommt. Die Feder 42 wird durch
eine an einem Öffnungsbereich
der Federkammer 41 befestigte Abdeckkappe 41A unterstützt. In
diesem Fall ist der Adapterring 19 so aufgebaut, dass ein
Stoppelement 19B zum Beschränken der Bewegung des Nockenrings
durch eine vorspringende Form in einem Teil eines inneren, eine
zweite Fluiddruckkammer 44B bildenden Randbereich gebildet
wird, wodurch es möglich
ist, eine Bewegungsgrenze des Nockenrings 22 zu beschränken, um
die Kapazität
der Pumpenkammer 23 zu minimieren, so wie das unten dargestellt wird.
Der Adapterring 19 ist so aufgebaut, dass ein Stopper 19C zum
Beschränken
der Bewegung des Nockenrings in einer vorspringenden Form in einem Teil
eines inneren Randbereichs, der in einer ersten Fluiddruckkammer 44A gebildet
ist, so dass eine Bewegungsgrenze des Nockenrings 23 beschränkt wird,
um die Kapazität
der Pumpenkammer 23 zu maximieren.
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Die
Auslassflussstärken-Regelvorrichtung 40 bildet
zwischen dem Kammring 22 und dem Adapterring 19 getrennt
voneinander die erste und zweite Fluiddruckkammer 44A und 44B.
Die erste Fluiddruckkammer 44A und die zweite Fluiddruckkammer 44B sind
zwischen dem Nockenring 22 und dem Adapter 19 durch
den Unterstützungspunktstift 21 und ein
Abdichtelement 45, das in einer axialsymmetrischen Position
bereitgestellt ist, getrennt. Nun unterteilen die erste und die
zweite Fluiddruckkammer 44A und 44B die beiden
Seitenbereiche zwischen dem Nockenring 22 und dem Adapterring 19 durch die
Abdeckung 11B und die Druckplatte 18. Die Druckplatte 18 weist
eine Verbindungsnut 18A auf, die die auf beiden Seiten
des Stoppers 19C getrennten ersten Fluiddruckkammern 44A miteinander
verbindet, sowie eine Verbindungsnut 18B, die die auf beiden
Seiten des Stoppers 19B gebildeten zweiten Fluiddruckkammern 44B miteinander
verbindet, wenn der Nockenring 22 mit den Stoppern 19B und 19C in
dem die Bewegung des Nockenrings beschränkenden Adapterring 19 zusammenstößt und sich
ausrichtet.
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In
dem Auslasspfad der oben genannten Pumpe 10 wird das unter
Druck stehende Fluid, das aus der Pumpenkammer 23 ausgestoßen und
durch eine in die Druckplatte 18 durchgelochten Messöffnung 46 in
den Auslassdurchlass 28B in die Hochdruckkammer 28A des
Pumpengehäuses 11A aus der
Auslassöffnung 27 der
Druckplatte 18 zugeführt über die
oben genannte zweite Fluiddruckkammer 44B, die oben genannte
durch den Adapterring 19 hindurch laufende Federkammer 41 und
ein in das Passloch 20 des Pumpengehäuses 11A eingekerbtes
Auslassverbindungsloch 100.
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Die
Auslassflussstärken-Regelvorrichtung 40 vergrößert und
verringert eine Öffnungsfläche der Messöffnung 46,
die sich durch die Seitenwand des Nockenrings 22 in die
zweite Fluiddruckkammer 44B in dem oben genannten Auslasspfad
der Pumpe 10 hin öffnet
und dabei eine regelbare Messöffnung
bildet. Der Öffnungsgrad
der Öffnung 46 wird
durch die Seitenwand in Abhängigkeit
von der bewegenden Verschiebung des Nockenrings 22 eingestellt.
Die Regelvorrichtung 40 für die Auslassflussstärke (1) führt den
hohen Fluiddruck der Hochdruckkammer 28A dann vor dem Durchlaufen
durch die Öffnung 46 zu
der ersten Fluiddruckkammer 44A über einen ersten Fluiddruckzufuhrdurchlass 47A (4),
eine Schaltventilvorrichtung 48, das Pumpengehäuse 11A und
einen in den Adapter 19 durchgelochten Verbindungsdurchlass 49 und
(2) führt
den verringerten Druck nach dem Durchlaufen durch die Öffnung 46 in der
oben genannten Weise in die zweite Fluiddruckkammer 44B.
Der Nockenring 22 bewegt sich gegen die treibende Kraft
der oben genannten Feder 42 aufgrund der unterschiedlichen
Kraft des in den beiden Fluiddruckkammern 44A und 44B beaufschlagten Drucks
und verändert
die Kapazität
der Pumpenkammer 23, und ist dadurch in der Lage, die Auslassflussstärke der
Pumpe 10 zu regeln.
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Die
Schaltventilvorrichtung 48 ist so aufgebaut, dass eine
Feder 52 und ein Schaltventil 53 in ein das Ventil
aufnehmende, in das Pumpengehäuse 11A eingestochene
Loch 51 aufgenommen werden, und das von der Feder 52 getriebene
Schaltventil 53 wird durch eine mit dem Pumpengehäuse 11A ineinander
greifende Abdeckkappe 54 unterstützt. Das Schaltventil 53 weist
ein Schaltventilgehäuse 55A und
ein Ventilhauptteil 55B auf und ist so aufgebaut, dass
der erste Fluiddruckzufuhrdurchlass 47A mit einer unter
Druck gesetzten Kammer 56A in dem Schaltventilgehäuse 55A in
Verbindung steht. Die zweite Fluiddruckkammer 44B ist mit
einer Rückschlagdruckkammer 56B,
in der eine andere Feder 52 des Ventilhauptteils 55B gelagert
ist, über
das Pumpengehäuse 11A und
eine in den Adapterring 19 durchgestoßene Durchlassöffnung 57 verbunden. Ein
oben genannter Ansaugdurchlass (ein Ableitdurchlass) 25A ist
in einer Weise zwischen dem Schaltventilgehäuse 55A und dem Ventilhauptteil 55B in
einer mittleren Kammer 56C gebildet und steht mit einem
Vorratsbehälter
in Verbindung. Das Schaltventilgehäuse 55A kann das Pumpengehäuse 11A und
den oben genannten in den Adapterring 19 durchgestoßenen Verbindungsdurchlass 49 öffnen und
schließen.
In einem Bereich kleiner Drehzahl mit einem kleinen Auslassdruck
der Pumpe 10 stellt das Schaltventilgehäuse 55A das Schaltventil 53 durch die
treibenden Kraft der Feder 52 in eine in 2 gezeigte
ursprüngliche
Position. Dies verschließt
den Verbindungsdurchlass 49 durch das Schaltventilgehäuse 55A in
die erste Fluiddruckkammer 44A. In einem mittleren und
hohen Drehzahlbereich der Pumpe 10 bewegt das Schaltventilgehäuse 55A das Schaltventil 53 aufgrund
des der unter Druck gesetzten Kammer 56A beaufschlagten
Hochdruckfluids, so dass der Verbindungsdurchlass 49 geöffnet wird, wobei
das Hochdruckfluid in die erste Fluiddruckkammer 44A eingeführt wird.
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Folglich
ist die Charakteristik der von der Auslassflussstärken-Kontrollvorrichtung 40 bereitgestellten
Auslassflussmenge der Pumpe 10 die folgende:
- (1) In einem Bereich niedriger Fahrgeschwindigkeit eines Motorfahrzeugs,
in dem die Drehgeschwindigkeit der Pumpe 10 niedrig ist,
ist der Druck des Fluids, das aus der Pumpenkammer 23 in
die unter Druck gesetzte Kammer 56A der Schaltventilvorrichtung 48 ausgestoßen wird,
immer noch niedrig. Dadurch befindet sich das Schaltventil 53 in
der ursprünglichen
Position und der Nockenring 22 behält seinen ursprünglichen, durch
die Feder 42 getriebenen Zustand bei. Folglich vergrößert sich
die Auslassflussstärke
der Pumpe 10 proportional mit der Drehgeschwindigkeit.
- (2) Wenn der Druck des von der Pumpenkammer 23 in die
unter Druck gesetzte Kammer 56A der Schaltventilvorrichtung 48 ausgestoßenen Fluids, durch
einen Anstieg der Drehgeschwindigkeit der Pumpe 10 groß wird,
bewegt die Schaltventilvorrichtung 48 das Schaltventil 53 gegen
die treibende Kraft der Feder 52, so dass der Verbindungsdurchlass 49 geöffnet wird
und das Hochdruckfluid in die erste Fluiddruckkammer 44A eingeführt wird.
Der Nockenring 22 bewegt sich durch den in der ersten Fluiddruckkammer 44A und
der zweiten Fluiddruckkammer 44B beaufschlagten Druckunterschied,
so dass er die Kapazität
der Pumpenkammer 23 gleichförmig verringert. Die Auslassflussstärke der
Pumpe 10 kann die durch die Erhöhung der Drehgeschwindigkeit
verursachte Zunahme der Flussstärke
und die durch die Verringerung der Kapazität der Pumpenkammer 23 in
Bezug auf den Anstieg der Drehgeschwindigkeit verursachte Verringerung
der Flussstärke
aufheben, so dass eine festgesetzte, große Flussstärke aufrecht erhalten wird.
- (3) Wenn die Drehgeschwindigkeit der Pumpe 10 kontinuierlich
weiter vergrößert wird
und der Nockenring 22 weiter bewegt wird, wobei der Nockenring 22 die
Feder 42 über
einen festen Betrag hinweg zusammendrückt, beginnt die Seitenwand des
Nockenrings 22, eine Öffnungsfläche der Öffnung 46 in
dem mittleren Bereich des Auslasspfads der Pumpenkammer 23 zu
drosseln. Folglich verringert sich der mit der Auslassflussstärke zusammenhängenden
Druck, der dem Auslassdurchlass 28B der Pumpe 10 zugeführt wird,
proportional mit dem Drosselungsgrad der Öffnung 46.
- (4) Wenn ein Bereich hoher Geschwindigkeiten des Motorfahrzeugs
erreicht wird, in dem die Drehgeschwindigkeit der Pumpe 10 sich
oberhalb eines festen Werts befindet, erreicht der Nockenring 22 eine
Bewegungsgrenze, wobei der Nockenring 22 mit dem Stopper 19B des
Adapterrings 19 in Berührung
kommt und sich an diesem ausrichtet. Der durch die Seitenwand des
Nockenrings 22 erzeugt Drosselungsgrad der Öffnung 46 wird
maximal und die Auslassflussstärke der
Pumpe 10 hält
eine festgesetzte, kleine Flussstärke aufrecht.
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In
der Auslassflussstärken-Kontrollvorrichtung 40 ist
die in dem Verbindungsdurchlass 49 bereitgestellte Drossel 49A mit
der unter Druck gesetzten Kammer 56A der Schaltventilvorrichtung 48 und mit
der ersten Fluiddruckkammer 44A verbunden. Die Drossel 57A in
dem Verbindungsdurchlass 57 verbindet die zweite Fluiddruckkammer 44B mit
der Rückschlagdruckkammer 56B der
Schaltventilvorrichtung 48.
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(B) Vorrichtung 60 zur
Erzeugung von Schaufeldruck
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Die
Schaufeldruckvorrichtung 60 weist in der Nut 16 ringförmige Ölnuten 61 und 62 auf
gleitenden Kontaktoberflächen
der Druckplatte 18 und der Seitenplatte 20 auf,
welche Nuten den beiden Seiten des Basisbereichs 16A der
die Schaufel 17 des Rotors 13 aufnehmenden Nut 16 entspricht.
Die Hochdruckkammer 28A der Pumpenkammer 23 in
dem Pumpengehäuse 11A ist
durch ein Ölloch 63 in
der Druckplatte 18 mit der oben genannten Ölnut 61 verbunden.
Das aus der Pumpenkammer 23 in die Hochdruckkammer 28A ausgestoßene Druckfluid
kann in den Basisbereich der Nut 16 durch die Ölnuten 61 und 62 der
Druckplatte 18 und der Seitenplatte 20 für alle Schaufeln 17 in
der Umfangsrichtung des Rotors 13 eingeführt werden,
und kann jede der Schaufeln 17 zum Nockenring 22 hin
unter Druck setzen.
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Die
Pumpe 10 drückt
die Schaufeln 17 aufgrund einer Zentrifugalkraft an den
Kammring 22, wenn sie sich zu drehen beginnt. Jedoch vergrößert die
Pumpe 10 den Kontaktdruck zwischen den Schaufeln 17 und
dem Nockenring 22 durch die Schaufeldruckvorrichtung 60 nachdem
der Auslassdruck erzeugt worden ist, wodurch sie in die Lage versetzt
wird, zu verhindern, dass das Druckfluid invers (d.h. in der entgegengesetzten
Richtung) fließt.
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Die
Pumpe 10 weist ein Entspannungsventil 70 auf,
das den überschüssigen Fluiddruck
an der Pumpenauslassseite zwischen der Hochdruckkammer 28A und
dem Einlassdurchlass (dem Ableitdurchlass) 25A entspannt.
In der Pumpe 10 ist ein Zufuhrdurchlass 121 für Schmieröl von der
Ansaugöffnung 25B zu
dem Lager 15C der Pumpenwelle 12 in die Abdeckung 11B durchgestossen.
Ein Rückführdurchlass 122 für Schmieröl, der von
einem Randbereich des Lagers 15B der Pumpenwelle 12 in den
Ansaugdurchlass 25A zurückführt, ist
in das Pumpengehäuse 11A durchgestossen.
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In
der Pumpe 10 ist das Entspannungsventil 70 so
aufgebaut wie in 5 gezeigt.
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Das
Entspannungsventil 70 ist als ein von einem Betätigungselement
getriebener Typ aufgebaut, indem ein Ventil 72 mit einem
Betätigungselement
zu einem Hauptventil 71 hinzugefügt wird. Das Hauptventil 71 kann
einen stromabwärtsseitigen
Durchlass der in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten
Messöffnung 46,
das heißt
eine erste Ventilkammer 73A in Bezug auf den Ableitdurchlass 25A, öffnen und
schließen.
Ein Fluiddruck an der stromabwärtigen
Seite der in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten
Messöffnung 46 sowie
ein Fluiddruck in der zweiten Ventilkammer 73B werden auf
das Ventil 72 mit Betätigungselement
beaufschlagt. Nun wird der Fluiddruck an der stromabwärtigen Seite
der Messöffnung 46 durch
eine Drossel 130 auf das Ventil 72 mit einem Betätigungselement beaufschlagt.
Dann hat das in 5 gezeigte Entspannungsventil 70 den
folgenden Aufbau (a) bis (c).
- (a) Das Entspannungsventil 70 weist
das Hauptventil 71 auf, das innerhalb der Ventilkammer 73 verschiebbar
ist und beaufschlagt den Fluiddruck an der stromabwärtigen Seite
der in dem auslassseitigen Durchlass der Pumpe 10 bereitgestellten Messöffnung 46 auf
die erste Ventilkammer 73A. Die erste Ventilkammer 73A ist über einen
Durchlass 131 an einer Endseite der Ventilkammer 73 in Bezug
auf das Hauptventil 71 gebildet. Das Entspannungsventil 70 beaufschlagt
den Fluiddruck an der stromabwärtigen
Seite der Messöffnung 46 in
die zweite Ventilkammer 73B, die durch den Durchlass 131 (die
Drossel 130) an einer anderen Endseite der Ventilkammer 73 in
Bezug auf das Hauptventil 71 gebildet ist. Das Entspannungsventil 70 weist
einen ersten Entspannungsdurchlass 74A auf, der die erste
Ventilkammer 73A mit dem Ableitdurchlass 25A in
der Ventilkammer 73 verbindet. Das Entspannungsventil 70 weist
eine erste Feder 75A (erstes Treib- bzw. Vorspannmittel)
auf, das das Hauptventil 71 zu einer Seite der ersten Ventilkammer 73A hin
treibt, so dass das Hauptventil 71 in eine verschließende Position
für den
ersten Entspannungsdurchlass 74A gesetzt wird.
- (b) Das Entspannungsventil 70 weist zweite Entspannungsdurchlässe 74B und 74C auf,
die die zweite Ventilkammer 73B mit dem Ableitdurchlass 25A in
dem Hauptventil 71 verbinden. Das Entspannungsventil 70 weist
ein Ventil 72 mit einem Betätigungselement auf, das die
zweiten Entspannungsdurchlässe 74B und 74C öffnet und schließt, so dass
sie nur die Strömung
des Fluids aus der zweiten Ventilkammer 73B in den Ableitdurchlass 25A innerhalb
der zweiten Entspannungsdurchlässe 74B und 74C zulassen.
Eine zweite Feder 75B (zweites Treib- bzw. Vorspannmittel)
setzt das Ventil 72 mit Betätigungselement in Abhängigkeit
von einem eingestellten Entspannungsdruck und in einen Ventilhalter 75C innerhalb
des Hauptventils 71 in eine Verschlussposition (einen Ventilsitz 76A)
des zweiten Entspannungsdurchlasses 74B und 74C.
- (c) Das Entspannungsventil 70 ist so aufgebaut, dass
wenn der Fluiddruck an der Pumpenauslassseite exzessiv (d.h. zu
groß)
wird aufgrund eines von der Servolenkvorrichtung, in der die Pumpe 10 eingesetzt
wird, oder dergleichen erzeugten, kontinuierlichen, statischen Lenkeinschlagzustands,
und der Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73, die mit
dem Auslassdurchlass an der stromabwärtigen Seite der Messöffnung 46 verbunden
ist, den eingestellten Entspannungsdruck erreicht, dann öffnet der
Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73B das Ventil 72 mit
Betätigungselement
gegen die zweite Feder 75B. Es ist möglich, den Fluiddruck in der
zweiten Ventilkammer 73B von den zweiten Entspannungsdurchlässen 74B und 74C zu
dem Ableitdurchlass 25A hin zu entspannen, so dass das
Hauptventil 71 gegen die erste Feder 75A aufgrund
des Fluiddrucks in der ersten Ventilkammer 73A geöffnet wird,
unter der Bedingung, dass der Fluiddruck in der zweiten Ventilkammer 73B durch
diese Entspannung verringert wird. Es ist möglich, den Fluiddruck in der ersten
Ventilkammer 73A von dem ersten Entspannungsdurchlass 74A zu
dem Ableitdurchlass 25A hin zu entspannen. Dadurch ist
es möglich, den überschüssigen Fluiddruck
an der Pumpenauslassseite zu entspannen.
-
Nach
dem in 5 gezeigten Entspannungsventil 70 ist
das Entspannungsventil 70 parallel zu dem Schaltventil 53 zum
Regeln der Bewegung des Nockenrings 22 angeordnet. Der
Entspannungsvorgang des Entspannungsventils 70 beeinflusst nicht
direkt den Schaltvorgang des Schaltventils 53 und es ist
dadurch möglich,
die Bewegung des Nockenrings 22 mittels des Schaltventils 53 stabil
zu regeln.
-
Nach
der ersten Ausführungsform
können die
folgenden Vorgänge
erzielt werden.
- (1) Das in dem pumpenauslassseitigen
Durchlass angeordnete Entspannungsventil 70 wird auf den Typ,
der von einem Betätigungselement
angetrieben wird, eingestellt. In diesem Entspannungsventil 70 ist
eine Veränderung
des Spannungsdrucks aufgrund der vorbeilaufenden Flussstärke (eine
Druckübersteuerungscharakteristik)
klein. Dadurch ist es möglich,
einen stabilen Entspannungsdruck einzustellen, selbst wenn die vorbeilaufende
Flussstärke
sich in Abhängigkeit
von den Veränderungen
in den Einsatzbedingungen (eine Drehgeschwindigkeit und eine Öltemperatur)
verändern.
- (2) Die Drossel 130 ist in dem Durchlass bereitgestellt,
der den Fluiddruck auf das das Entspannungsventil 70 bildende
Ventil 72 mit Betätigungselement
beaufschlagt. Entsprechend ist es möglich, eine schnelle Druckveränderung
des auf das Ventil 72 mit Betätigungselement beaufschlagten Drucks
zu verhindern, so dass ein Klappern vermieden wird, und es ist möglich, ein
Geräusch und
eine Schwingung in dem Entspannungsventil 70 zu vermeiden.
-
(Zweite Ausführungsform)
(6)
-
Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, wenn der Fluiddruck
an der stromaufwärtigen
Seite der Messöffnung 46 in
dem pumpenauslassseitigen Durchlass auf die erste Ventilkammer 73A und
die zweite Ventilkammer 73B in dem Entspannungsventil 70 beaufschlagt
wird.
-
Das
in 6 gezeigte Entspannungsventil 70 ist
als ein Typ, der von einem Betätigungselement getrieben
wird, aufgebaut, indem ein Ventil 72 mit einem Betätigungselement
zu einem Hauptventil 71 hinzugefügt wird. Das Hauptventil 71 kann
einen stromaufwärtsseitigen
Durchlass der Messöffnung 46,
die in dem pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellt ist, das
heißt
eine erste Ventilkammer 73A in Bezug auf den Ableitdurchlass 25A, öffnen und schließen. Ein
Fluiddruck an der stromaufwärtigen Seite
der in den pumpenauslassseitigen Durchlass bereitgestellten Messöffnung 46 sowie
ein Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73B werden auf
das Ventil 72 mit Betätigungselement
beaufschlagt. Nun wird der Fluiddruck an der stromaufwärtigen Seite
der Messöffnung 46 durch
eine Drossel 140 auf das Ventil 72 mit einem Betätigungselement
beaufschlagt. Dann hat das in 6 gezeigte
Entspannungsventil den folgenden Aufbau (a) bis (c).
- (a) Das Entspannungsventil 70 weist das innerhalb der
Ventilkammer 73 verschiebbare Hauptventil 71 auf
und beaufschlagt den Fluiddruck an der stromaufwärtigen Seite der in dem auslassseitigen
Durchlass der Pumpe 10 zu der ersten Ventilkammer 73A bereitgestellten
Messöffnung 46. Die
erste Ventilkammer 73A ist über einen Durchlass 141 auf
einer Endseite der Ventilkammer 73 in Bezug auf das Hauptventil 71 gebildet.
Das Entspannungsventil 70 beaufschlagt den Fluiddruck an
der stromaufwärtigen
Seite der Messöffnung 46 auf
die zweite Ventilkammer 73B, die an einer anderen Endseite
der Ventilkammer 73 in Bezug auf das Hauptventil 71 durch
einen Durchlass 141 (die Drossel 140) gebildet
ist. Das Entspannungsventil 70 weist einen ersten Entspannungsdurchlass 74A auf,
der die erste Ventilkammer 73A mit dem Ableitdurchlass 25A in
der Ventilkammer 73 verbindet. Das Entspannungsventil 70 weist
eine erste Feder 75A (erstes Treib- bzw. Vorspannmittel)
auf, die das Hauptventil 71 zu einer Seite der ersten Ventilkammer 73A hin
treibt, so dass das Hauptventil 71 in eine Verschlussposition
für den ersten
Entspannungsdurchlass 74A gebracht wird.
- (b) Das Entspannungsventil 70 weist zweite Entspannungsdurchlässe 74B und 74C auf,
die die zweite Ventilkammer 73B mit dem Ableitdurchlass 25A in
dem Hauptventil 71 verbinden. Das Entspannungsventil 70 weist
ein Ventil 72 mit einem Betätigungselement auf, das die
zweiten Entspannungsdurchlässe 74B und 74C öffnet und schließt, so dass
nur der Strom des Fluids von der zweiten Ventilkammer 73B in
den Ableitdurchlass 25A innerhalb der zweiten Entspannungsdurchlässe 74B und 74C möglich ist.
Eine zweite Feder 75B (zweite Treib- bzw. Vorspannmittel)
setzt das Ventil 72 mit dem Betätigungselement in eine verschließende Position
(einen Ventilsitz 76A) der zweiten Entspannungsdurchlässe 74B und 74C entsprechend
einem Entspannungs-Einsatzdruck und einen Ventilhalter 75C innerhalb
des Hauptventils 71.
- (c) Das Entspannungsventil 70 ist so aufgebaut, dass
wenn der Fluiddruck an der Pumpenauslassseite aufgrund eines von
der Servolenkvorrichtung, in der die Pumpe 10 eingesetzt
wird, oder dergleichen erzeugten, kontinuierlichen, statischen Lenkeinschlagszustands
exzessiv (d.h. zu groß)
wird, und der mit dem Auslassdurchlass an der stromaufwärtigen Seite
der Messöffnung 46 verbundenen
Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73B den Entspannungs-Einsatzdruck
erreicht, und der Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73B öffnet das
Ventil 72 mit Betätigungselement
gegen die zweite Feder 75B. Es ist möglich, den Fluiddruck in der
zweiten Ventilkammer 73B aus den zweiten Entspannungsdurchlässen 74B und 74C zu
dem Ableitdurchlass 25A hin zu entspannen, so dass das
Hauptventil 71 sich gegen die erste Feder 75A durch
den Fluiddruck in der ersten Ventilkammer 73A öffnet, unter
der Bedingung, dass sich der Fluiddruck der zweiten Ventilkammer 73B durch
diese Entspannung verringert. Es ist möglich, den Fluiddruck der ersten
Ventilkammer 73A von dem ersten Entspannungsdurchlass 74A in
den Ableitdurchlass 25A zu entspannen. Es ist daher möglich, den überschüssigen Fluiddruck
an der Pumpenauslassseite zu entspannen.
-
Nach
dem in 6 gezeigten Entspannungsventil 70 ist
das Entspannungsventil 70 parallel zu dem Schaltventil 53 angeordnet,
um die Bewegung des Nockenrings 22 zu regeln. Der Entspannungsvorgang
des Entspannungsventils 70 beeinflusst den Schaltvorgang
des Schaltventils 53 nicht direkt. Daher ist es möglich, die
Bewegung des Nockenrings mittels des Schaltventils 53 stabil
zu regeln.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung können
die folgenden Funktionsabläufe
erhalten werden.
- (1) Das Entspannungsventil 70,
das am pumpenauslassseitigen Durchlass angeordnet ist, wird als das
Ventil mit Betätigungselement
geschaltet. In diesem Entspannungsventil 70 ist der Entspannungsdruck
aufgrund der vorbeilaufenden Flussstärke (eine Druckübersteuerungscharakteristik) klein.
Es ist daher möglich,
einen stabilen Entspannungsdruck einzustellen, selbst wenn die vorbeilaufende
Stromstärke
sich in Abhängigkeit von
der Veränderung
der Benutzungsbedingungen (eine Drehgeschwindigkeit und eine Öltemperatur)
verändert.
- (2) Die Drossel 140 wird in dem Durchlass bereitgestellt,
der den Flüssigkeitsdruck
auf das Ventil 72 mit das Entspannungsventil 70 bildende
Betätigungselement
beaufschlagt. Entsprechend ist es möglich, eine rasche Druckveränderung
des auf das Ventil 72 mit Betätigungselement beaufschlagten
Drucks zu verhindern, um so ein Klappern zu vermeiden, und es ist
möglich,
ein Geräusch
und eine Schwingung in dem Entspannungsventil 70 zu vermeiden.
-
Wie
vorstehend erläutert,
sind Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ausführlich
mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden. Jedoch sind
die spezifischen Konfigurationen der vorliegenden Erfindung nicht
auf diese Ausführungsformen
beschränkt,
sondern solche, die eine Entwurfsabänderung im Rahmen der vorliegenden Erfindung
aufweisen, sind von der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung ist es mit der regelbaren Verdrängungspumpe
möglich,
einen stabilen Entspannungsdruck einzustellen, selbst wenn die Einsatzbedingungen
(die Drehgeschwindigkeit und die Öltemperatur) verändert werden, wenn
der überschüssige Flüssigkeitsdruck
an der Auslassseite der Pumpe abgelassen wird.
-
Obwohl
die Erfindung in Bezug auf mehrere beispielhafte Ausführungsformen
derselben veranschaulicht und beschrieben worden ist, sollte es
für den
Fachmann verständlich
sein, dass das Vorausgehende und vielfältige andere Veränderungen,
Auslassungen und Hinzufügungen
bezüglich
der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von
ihrem Umfang abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung
nicht als auf die oben dargestellten spezifischen Ausführungsformen
beschränkt verstanden
werden, sondern sie sollte so verstanden werden, dass alle möglichen
Ausführungsformen
miteingeschlossen sind, die innerhalb des Schutzumfangs, der durch
die in den beigefügten
Patentansprüchen
formulierten Merkmale gebildet wird, ausgeführt werden können.