DE69727171T2 - Motorangetriebene Hydraulikpumpe und in ihr angewendete Kupplung - Google Patents

Motorangetriebene Hydraulikpumpe und in ihr angewendete Kupplung Download PDF

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    • F16D3/12Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted for accumulation of energy to absorb shocks or vibration

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine motorangetriebene Hydraulikpumpe (nachfolgend als "motorangetriebene Pumpe" bezeichnet) und einen Antriebskoppler bzw. eine Antriebskupplung, welche(r) darin benützt wird, um eine Antriebskraft und einer Antriebs- bzw. Eingangswelle an eine Antriebs- bzw. Ausgangswelle zu übertragen, worin die Pumpe hydraulischen Druck erzeugt, um hydraulische Hilfseinrichtungen, wie beispielsweise einen Lenkhilfe-Hydraulikzylinder und ein automatisches Getriebe zu betreiben.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Motorfahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, sind üblicherweise mit hydraulischen Hilfseinrichtungen ausgestattet, wie beispielsweise einem Lenkhilfe-Hydraulikzylinder und einem Automatikgetriebe, um eine optimale Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl und ein komfortables Befahren der Straße aufrecht zu erhalten. Diese hydraulischen Hilfseinrichtungen werden von Pumpen betrieben, wie von Flügelpumpen und Zahnradpumpen, welche vom Motor des Fahrzeugs angetrieben werden. Beim Betreiben des Lenkhilfe-Hydraulikzylinders wird die Pumpe bei variierenden Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen unter bezug auf die Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs betrieben. Beispielsweise wird sie bei einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl betrieben, wenn das Fahrzeug in einer niedrigen Geschwindigkeit fährt oder zum Halten gebracht wird, wo eine große Lenkhilfekraft benötigt wird, und sie wird bei kleiner Geschwindigkeit betrieben werden, wenn das Fahrzeug eine hohe Geschwindigkeit fährt, wo wenig Lenkhilfekraft benötigt wird bzw. erforderlich ist. Jedoch ist es für den Motor des Fahrzeugs schwierig, solche häufige Änderungen der Betriebsgeschwindigkeiten bzw. -drehzahlen der Pumpe zu bewältigen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird ein zusätzlicher Elektromotor, dessen Ausgänge leicht eingestellt bzw. abgestimmt sind, für die Hydraulikpumpe unabhängig vom Motor des Fahrzeugs eingesetzt. Diese Lösung wird vorgeschlagen und geoffenbart in der japanischen Patentveröffentlichung (genehmigt) Nr. 3-15592. Diese wird kurz mit bezug auf 12 beschrieben:
  • Die dargestellte bzw. illustrierte motorangetriebene Pumpe wird mit einem Elektromotor (M) und einem Pumpengehäuse (B) zur Verfügung gestellt, welches einen unterstützenden bzw. Supportbereich (C) beinhaltet, welcher mit einem Ölauslaßpfad (E) versehen ist, durch welchen ein Arbeitsöl ausgepreßt wird. Der Elektromotor bzw. elektrische Motor (M) beinhaltet eine Motorwelle (Eingangswelle) (m). Das Pumpengehäuse (B) beinhaltet eine Pumpenwelle (Ausgangswelle) (a), welche an die Motorwelle (m) gekoppelt ist, und nimmt auch eine Ansaugkammer (nicht gezeigt) auf, in welcher ein Antriebsritzel (A), welches durch die Motorwelle (m), angetrieben wird und ein angetriebenes Ritzel (nicht gezeigt) gegenseitig kämmen und ein Arbeitsöl zu einer Auslaßkammer (nicht gezeigt) liefern, welche mit dem Ölauslaßpfad (E) kommuniziert bzw. in Verbindung steht.
  • In den letzten Jahren werden elektrische Fahrzeuge bzw. Elektrofahrzeuge (EV) entwickelt, so daß eine Umweltver schmutzung durch Abgase verhindert wird. Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor anstelle eines Ölmotors angetrieben. Sie sind ebenso mit Lenkhilfe-Hydraulikeinrichtungen ausgestattet, welche durch eine motorangetriebene Pumpe betrieben werden.
  • In jedem Fall ist, wo ein Elektromotor eingesetzt wird, um die Pumpe zu betreiben, das Problem der begrenzte Unterbringungsraum in dem Fahrzeug. Um dieses Problem zu lösen, werden die Pumpe und der Elektromotor kompakt kombiniert oder vereinheitlicht, wie dies in der japanischen Veröffentlichung Nr. 3-15592 gezeigt ist, auf welche oben Bezug genommen wurde, wo eine konventionelle Loch- und Zapfen-Verbindung verwendet wird, um die Motorwelle und die Pumpenwelle zu koppeln, wie dies in 13 gezeigt ist.
  • Mit bezug auf 13, sind eine Antriebs- bzw. Eingangswelle (Motorwelle) (m) und eine Abtriebs- bzw. Ausgangswelle (Pumpenwelle) (a) miteinander gekoppelt mit Hilfe eines Antriebskopplers (nachfolgend als "Koppler" bezeichnet) (J). Der Koppler bzw. die Kopplungseinrichtung (J) beinhaltet eine erste Nut bzw. Ausnehmung J1 und eine zweite Nut J2 an gegenüberliegenden Enden. Die Eingangswelle (m) beinhaltet einen Zapfen ml und die Ausgangswelle 4 beinhaltet einen Zapfen a1. Die Zapfen ml und a1 werden in die Nuten bzw. Stemmlöcher J1 und J2 jeweils eingesetzt, und koppeln dadurch die Motorwelle (m) mit der Pumpenwelle (a), so daß ein Drehmoment durch diese Loch-Zapfen bzw. Nut-Zapfen-Verbindung übertragen wird. Wie in 13 gezeigt, werden die rechtwinkeligen bzw. rechteckigen Ausnehmungen J1 und J2 wie ein Kreuz gebildet, so daß ein Drehmoment effektiv von der Motorwelle (m) zu der Pumpenwelle (a) durch den Koppler (J) übertragen wird.
  • Die Nut-Zapfen-Verbindung gewährleistet vorteilhafterweise die koaxiale Anordnung bzw. Ausrichtung der Eingangswelle (m) und der Ausgangswelle (a). Eine alternative Ausführungsform ist in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsspezifikation Nr. 5-58882 geoffenbart; kurz gesagt, sind die Zapfen ml und a1 in dem Koppler J zur Verfügung gestellt und die Nuten bzw. Löcher J1 und J2 werden in der Motorwelle (m) und der Pumpenwelle (a) zur Verfügung gestellt.
  • Die bekannte motorangetriebene Pumpe, die oben beschrieben wurde, hat ein Ölreservoir, welches durch einen Raum zwischen den Zähnen der Antriebsritzel (A) und den angetriebenen bzw. Mitnehmerritzeln und der Innenwand des Pumpengehäuses (B) definiert wird. Das Öl wird mit Unterbrechungen bzw. intermittierend jedes Mal dann geliefert, wenn jedes Ölreservoir zu der Auslaßkammer in dem Pumpengehäuse (B) hin geöffnet wird. Das Problem dieses Systems ist das Auftreten eines Pulsierens im Fluß des Öls, welches ein Vibrieren der angetriebenen Welle (Pumpenwelle) (a) verursacht.
  • Der Koppler (J) ist normalerweise aus Metall hergestellt, aber ein Metallkoppler verursacht wahrscheinlich Lärm beim Übertragen eines Drehmomentes von der Eingangswelle (m) zu der Ausgangswelle (a). Manchmal ist der Lärm so unsanft, daß der Fahrer mißverständlicherweise annimmt, daß etwas mit seinem Wagen nicht in Ordnung ist.
  • Forschungen haben herausgefunden, daß der Lärm durch die Pumpenwelle (a) verursacht wird, welche in Übereinstimmung mit einem Pulsieren vibriert, welches in dem Ölfluß bzw. -strom innerhalb des Pumpengehäuses (B) auftritt und gegen den Koppler (J) rattert bzw. anschlägt. Um dieses Lärmproblem zu vermeiden, werden anstelle von aus Metall hergestellten Kopplern aus Plastik bzw. Kunststoff hergestellte Koppler vorgeschlagen. Ein aus Kunststoff hergestellter Koppler (J) kann eine Vibration effektiv bzw. wirksam absorbieren, ist aber zu brüchig, um ein großes Drehmoment zu übertragen, und unterliegt einem Zerbrechen unter einer großen Belastung. Um großen Belastungen zu widerstehen, erfordert der aus Kunststoff hergestellte Koppler eine große Größe an ausreichender Dicke bzw. Stärke. Derartige große und dicke Koppler können andere Nachteile aufweisen.
  • Darüber hinaus ist eine Pumpe, welche die Eigenschaften hat, welche in dem Oberbegriff des angeschlossenen Anspruchs 1 vorgetragen werden, aus FR 2 728 313 bekannt.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben aufgezeigten Probleme zu lösen, und es ist ein Gegenstand, eine motorangetriebene Pumpe zur Verfügung zu stellen, welche ein Arbeitsöl von einer Aufnahme- bzw. Ansaugkammer durch eine Auslaßkammer ohne unangenehmen Lärm liefert.
  • Die motorangetriebene Pumpe umfaßt einen Antriebskoppler bzw. eine Antriebskupplung, welche(r) ununterbrochen ein Drehmoment, groß oder klein, ohne unangenehmen Lärm übertragen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine motorangetriebene Hydraulikpumpe für einen Einsatz bzw. eine Verwendung in Motorfahrzeugen ein Antriebsritzel und ein ange triebenes Ritzel, eine Ansaugkammer und eine Auslaßkammer, welche an gegenüberliegenden Seiten der im Eingriff befindlichen bzw. kämmenden Zahnräder gebildet sind, ein Gehäuse zum Umgeben der Ansaugkammer und der Auslaßkammer, wobei das Gehäuse durch einen ersten Support bzw. eine erste Abstützung an einer Seite und durch einen zweiten Support an der anderen Seite abgestützt wird, und eine Geräuschdämpfungseinrichtung, welche einen innenliegenden Raum einschließt, um einen Lärm zu reduzieren, welcher bei der Lieferung eines Arbeitsöls auftritt, wobei die Geräuschdämpfungseinrichtung mit der Auslaßkammer kommuniziert bzw. in Verbindung steht und an dem zweiten Support des Gehäuses befestigt ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform, welche kein Teil der vorliegenden Anmeldung bildet, beinhaltet ein Antriebskoppler eine vorragende, wellenförmige bzw. gewellte Hülse, beinhaltet eine Nut bzw. Ausnehmung, welche mit einem Zapfen zusammenpaßt, der an dem Ende von entweder der Antriebswelle oder der angetriebenen Welle gebildet ist, und einen vorragenden, gekeilten Vorsprung, welcher Keile beinhaltet, die gestaltet sind, daß sie in die gewellte Hülse bzw. Muffe passen, wobei Räume zwischen der gewellten Hülse und den Keilen mit einem elastischen Material gefüllt sind.
  • Die oben angeführten sowie weitere Gegenstände und Eigenschaften bzw. Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher erkennbar werden.
  • Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnung
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
  • 1 eine teilweise Querschnittsseitenansicht ist, welche eine motorangetriebene Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Querschnitt entlang der X-X-Linie in 1 ist;
  • 3 ein Querschnitt entlang der Y-Y-Linie in 1 ist;
  • 4 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine vorragende, gewellte Hülse bzw. Aufsteighülse zeigt;
  • 5 ein senkrechter Querschnitt durch die Hülse ist, welche in 4 gezeigt ist;
  • 6 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Hülsengegenstück zeigt, welches mit der Hülse zusammenpaßt, die in 4 gezeigt ist, wobei insbesondere ein vorragender, gekeilter Vorsprung gezeigt ist;
  • 7 ein vertikaler Querschnitt durch das Hülsengegenstück ist, welches in 6 gezeigt ist;
  • 8 ein horizontaler Querschnitt ist, welcher eine zusammengebaute Hülse und Hülsengegenstück zeigt;
  • 9 ein horizontaler Querschnitt ist, der den Zustand zeigt, der in 8 gezeigt ist, wenn ein großes Drehmoment übertragen wird;
  • 10 ein Graph bzw. Diagramm ist, welcher(s) einen Vergleich der Drehmomentübertragungscharakteristika zwischen dem Antriebskoppler der vorliegenden Erfindung und dem bekannten Antriebskoppler zeigt;
  • 11 ein horizontaler Querschnitt ist, welcher eine zweite Ausführungsform des Antriebskopplers zeigt;
  • 12 eine teilweise Querschnittsseitenansicht ist, welche eine bekannte motorangetriebene Pumpe zeigt; und
  • 13 eine perspektivische, schematische Ansicht eines bekannten Antriebskopplers ist, welcher eine konventionelle Nut- und Zapfen-Verbindung verwendet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Beispiels mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:
  • Bezugnehmend auf die 1 bis 3 ist die beispielhafte motorangetriebene Pumpe versehen mit einem Elektromotor 2, welcher eine Motorwelle (Antriebs- bzw. Eingangswelle) 1 und eine Pumpenwelle (Abtriebs- bzw. Ausgangswelle) 4 aufweist, welche mit Hilfe eines Antriebskopplers bzw. einer Antriebskupplung 3 miteinander gekoppelt sind, und einem Pumpengehäuse 7, welches ein antreibendes bzw. Antriebsritzel 5, welches von dem Motor 2 angetrieben ist, und ein angetriebenes Ritzel 6 umgibt, welches mit dem Antriebsritzel 5 in Eingriff bringbar ist, wobei das Pumpengehäuse 7 fest durch einen ersten Support 8 an einer Seite und einen zweiten Support 9 an der anderen Seite gehalten wird, und ein zylindrisches Tankgehäuse 10 das Pumpengehäuse 7 und den zweiten Support 9 umhüllt. Das Antriebsritzel bzw. -zahnrad 5 und das angetriebene Ritzel bzw. Zahnrad 6 kämmen miteinander und definieren eine Ansaugkammer bzw. Aufnahmekammer 71 an einer Seite und eine Auslaßkammer 72 an der anderen Seite, durch welche das Arbeitsöl ausgepreßt wird. Genauer gesagt, ist das Pumpengehäuse 7 mit einer zylindrischen Wand 7a versehen, welche eine Zahnradkammer 70 definiert, die durch ein Paar von Seitenplatten 7b und 7c verschlossen ist, welche Bohrungen haben, durch welche die angetriebene Welle 4 und eine Mitnehmerwelle (nicht gezeigt) getragen werden, um das Antriebsritzel 5 und das angetriebene Ritzel 6 in einer drehenden Weise zu unterstützen. Das Arbeitsöl wird in die Ansaugkammer 71 eingebracht, aus welcher es in die Auslaßkammer 72 freigesetzt wird.
  • Die zylindrische Wand 7a ist mit einer Ansaugöffnung bzw. Aufnahmeöffnung 73, welche zu der Zahnradkammer 70 offen ist, und einem ersten Auslaßpfad 74 versehen, welcher axial an der dazu gegenüberliegenden Seite mit einer Bohrung versehen bzw. gebohrt ist. Die Seitenplatte 7b wird mit einer Auslaßöffnung 75 zur Verfügung gestellt, welche zu der Auslaßkammer 72 offen ist. Die Ansaugöffnung 73 wird mit einer Dichtung 11 versehen, welche aus Gummi gefertigt ist, welche entworfen bzw. bestimmt ist, um als eine Geräuschdämpfungseinrichtung zu funktionieren, um den möglicherweise auftretenden Lärm zu reduzieren, wenn das Arbeitsöl, welches in und um die in Eingriff befindlichen bzw. kämmenden Zahnräder 5 und 6 begrenzt ist, in die Ansaugkammer 71 zurückgegeben wird.
  • Der erste Support bzw. die erste Abstützung 8 des Pumpengehäuses 7 ist abnehmbar bzw. ablösbar an einem Gehäuse des Motors 2 befestigt und der zweite Support 9 ist lösbar bzw. entfernbar an dem ersten Support 8 mittels Schrauben 12 (vier Schrauben in der in der 2 gezeigten Ausführungsform) an der äußeren Oberfläche der zylindrischen Wand 7a angeordnet, um dadurch sicher zu stellen, daß das Pumpengehäuse 7 fest gehalten wird.
  • Der zweite Support 9 ist mit einer ersten Bohrung 91, welche mit der Auslaßöffnung 75 kommuniziert bzw. in Verbin dung steht, und einer zweiten Bohrung 92 versehen, die zu der ersten Bohrung 91 parallel gehalten ist. Der zweite Support 9 wird auch mit einem Bodenbereich 9a und einem Seitenbereich 9b versehen, welcher nahe dem offenen Ende Gewindegänge 93 aufweist. Es wird eine zylindrische Geräuschdämpfungseinrichtung 20 zur Verfügung gestellt, welche einen Raum 20a im Inneren einschließt, dessen Kapazität größer ist als jene der Auslaßkammer 72.
  • Die zylindrische Geräuschdämpfungseinrichtung 20 wird in den zweiten Support 9 mit einer dazwischen plazierten Dichtung 13 eingesetzt, um so ein Auslaufen bzw. Lecken von Öl zu verhindern. Der Seitenbereich bzw. -abschnitt 9b wird mit den Vorsprüngen 94 an den diametral gegenüberliegenden Positionen zur Verfügung gestellt, wodurch jegliche unerwünschte Rotation des zweiten Supports 9 verhindert wird, wie dies unten beschrieben ist.
  • Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 ist mit Gewinden bzw. Gewindegängen 23 an ihrer äußeren Oberfläche versehen, wobei die Gewindegänge 23 in Eingriff mit den Gewindegängen 93 des Seitenbereiches 9b sind. Auf diese Art sind die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 und der zweite Support 9 miteinander verbunden. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 wird mit Ausnehmungen bzw. Aussparungen 24 an gleichen Intervallen entlang ihres Bodens 22 versehen. Wenn sie an dem zweiten Support 9 befestigt wird, wird ein Werkzeug in die Ausnehmungen 24 eingesetzt und der Dämpfer 20 bzw. die Dämpfungseinrichtung wird gedreht, wobei die Vorsprünge 94 auf dem zweiten Support 9 von einem anderen Werkzeug gehalten werden. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 hat einen nach innen gerichtet konvexen Boden 22, wie dies in der 1 gezeigt ist, wodurch ein schädlicher Aufbau von ho hem hydraulischen Druck auf dem Boden 22 verhindert wird. Der erste Support 8 ist mit einem zweiten Auslaßölpfad 81 in L-Form, welcher mit dem ersten Auslaßölpfad 74 kommuniziert, einem Entlastungsölpfad 82, der zu dem zweiten Auslaßölpfad 81 offen ist, einem ringförmigen Ölrückleitpfad 83, welcher mit dem Entlastungsölpfad 82 durch ein darauf befestigtes Entlastungsventil 14 in Verbindung steht, und einer Bohrung 84 versehen, durch welche die angetriebene Welle 4 getragen wird, wobei die Bohrung 84 mit einer Dichtung 15 für Flüssigkeiten dicht gehalten wird. Der Ölrückleitpfad 83 kommuniziert mit einer Niederdruckkammer 16 in dem Tankgehäuse 10 und gestattet es einem Arbeitsöl, hierher durch das Entlastungsventil 14 zurück zu kehren.
  • Das Entlastungsventil 14 ist ein Patronen- bzw. Steckmodultyp, welcher einen Ventilkörper 14a, welcher den Entlastungsölpfad 82 verschließt, eine Feder 14b zum Vorspannen bzw. Beaufschlagen des Ventilkörpers 14a und ein Gehäuse 14c beinhaltet, welches den Ventilkörper 14a und die Feder 14b hält. Das Entlastungsventil 14 ist abnehmbar bzw. entfernbar in den Entlastungsölpfad 82 eingesetzt, und wenn ein übermäßiger Druck an dem zweiten Auslaßölpfad 81 ausgeübt wird, wird es automatisch geöffnet, um den Druck entweichen zu lassen. Das Ventilgehäuse 14c wird in Anlage gegen den Bodenbereich 9a des zweiten Supports 9 gehalten.
  • Wie in 2 gezeigt, ist das Tankgehäuse 10 abnehmbar an dem ersten Support 8 durch Schrauben bzw. Bolzen 40 (vier Bolzen in der illustrierten Ausführungsform) durch eine ringförmige Klammer bzw. Klemme 17 gehalten.
  • Das Tankgehäuse 10 stellt ein Ölreservoir innerhalb zur Verfügung, um ein Arbeitsöl zu halten. Das Ölreservoir wird in die Niederdruckkammer 16 und in eine Rücklaufkammer 19 durch eine scheibenförmigen Unterteilung 18 geteilt, worin die Niederdruckkammer 16 durch die Abtrennung bzw. Unterteilung 18 definiert wird und der erste Support 8 das Pumpengehäuse 7, den zweiten Support 9 und die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 aufnimmt und die Rücklaufkammer 19, welche durch die Abtrennung 18 und das Tankgehäuse 10 definiert wird, hat einen Bodenbereich 10b, welcher ein Sub-Reservoir (nicht gezeigt) zur Verfügung stellt, von welchem das darin befindliche Arbeitsöl durch die Gravitation bzw. Schwerkraft fällt und in die Niederdruckkammer 16 durch Ölrücklaufbohrungen 18a fließt bzw. strömt, bis die Niederdruckkammer 16 voll wird.
  • Die Ölrücklaufbohrungen bzw. Ölrückführungsbohrungen 18a werden an der Stelle durch die Abtrennung 18 erzeugt, wodurch es dem Öl in der Rücklaufkammer 19 ermöglicht wird, in die Niederdruckkammer 16 zurückzukehren, nachdem der Druck reduziert ist.
  • Der Bodenbereich 9a des zweiten Supports 9 kommuniziert mit der Auslaßkammer 72 durch eine Bohrung 95, in welcher ein federvorgespanntes bzw. -belastetes Rückschlagventil 41 zur Verfügung gestellt wird. Ein Teil des Arbeitsöls in dem Ölpfad zu der Hochdruckseite wird dazu veranlaßt, in den Innenraum 20a der Geräuschdämpfungseinrichtung 20 durch das Rückschlagventil bzw. Sperrventil 41 zurück zu kehren, wenn der Elektromotor 2 auf Grund einer Fehlfunktion stillsteht, welche bei einer Versorgung mit einem Arbeitsöl auftritt.
  • Die angetriebene Welle 4 (Pumpenwelle) welche das Antriebsritzel 5 trägt, ragt durch die Bohrung 84 zu dem Elektromotor 2 und ist koaxial in Anlage gegen die Antriebswelle (Motorwelle) 1 gehalten. In diesem Zustand sind die Motorwelle 3 und die Pumpenwelle 4 mit Hilfe des Antriebskopplers 3 miteinander gekoppelt.
  • Nun wird der Antriebskoppler gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 und 4 bis 7 beschrieben werden:
  • Der beispielhafte Antriebskoppler 3 beinhaltet eine Aufsteckhülse bzw. Hülse 31 und ein Hülsengegenstück 32. Die Hülse bzw. Muffe 31 wird mit der Motorwelle 1 verbunden und das Hülsengegenstück 32 wird mit der Pumpenwelle 4 verbunden, so daß diese beiden Wellen 1 und 4 koaxial ausgerichtet sind. Die Motorwelle 1 und die Pumpenwelle 4 werden jeweils mit Zapfen 1a und 4a an einem Ende versehen, wobei beide Zapfen 1a und 4a im Querschnitt rechtwinkelig bzw. rechteckig sind. Die Hülse 31 ragt an einem scheibenförmigen Flansch 31a zu der Motorwelle 1 vor und hat eine gewellte Seitenwand 31b, in welche eine Nut bzw. Ausnehmung 31c, welche mit dem Zapfen 1a zusammenpaßt, geformt ist. Die Hülse 31 ist im Eingriff mit der Motorwelle 1, indem der Zapfen 1a in die Nut 31c gedrückt bzw. gepreßt wird oder umgekehrt. Die gewellte Seitenwand 31b der Hülse ist im Querschnitt gegebenenfalls wie ein sechsblättriges Blütenblatt geformt. Die gewellte Seitenwand 31b definiert eine Aussparung bzw. Vertiefung 31d, welche im Inneren koaxial mit der Nut 31c gebildet ist. Die Aussparung bzw. Ausnehmung 31d ist adaptiert zur Aufnahme des Hülsengegenstücks 32, wie dies weiter unten beschrieben wird.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, beinhaltet das Hülsengegenstück 32 einen scheibenförmigen Flansch 32a zu der Pumpenwelle 4 hin und einen vorragenden, gekeilten Vorsprung bzw. Fortsatz 32b an dem anderen Ende, welcher eine Nut 32c, welche im Inneren mit dem Zapfen 4a zusammenpaßt, und Keile 32d und 32e entlang der Peripherie bzw. des Umfangs beinhaltet. Die Keile 32d beinhalten einen oberen Keil und einen unteren bzw. Bodenkeil an diametral gegenüberliegenden Seiten, welche dreieckig bzw. im Querschnitt sind. Die Keile 32e erstrecken sich seitlich und sind im Querschnitt rechtwinkelig. Im Nachstehenden werden die Keile 32d und 32e als "obere und untere Keile 32d" bzw. "Seitenkeile 32e" bezeichnet werden.
  • Die Pumpenwelle 4 wird mit dem Hülsengegenstück 32 verbunden, indem der darauf befindliche Zapfen 4a in die Nut 32c eingepaßt wird, wie dies durch den Pfeil in 6 angezeigt wird. Dann wird das Hülsengegenstück 32 mit der Hülse 31 verbunden, indem der gekeilte bzw. keilförmige Vorsprung 32b in die Ausnehmung 31d der Hülse 31 eingesetzt wird. Die Keile 32b und 32e werden in Kontakt mit der gewellten inneren Wand der Vertiefung 31d plaziert.
  • Auf diese Weise verbindet der Antriebskoppler 3 die Motorwelle 1 mit der Pumpenwelle 4 durch eine doppelte Verbindung; erstens durch ein Einpassen der Zapfen 1a in die Nut 31c der Hülse 31 und des Zapfens 4a in die Nut 32c des Hülsengegenstückes 32, und zweitens durch ein Einpassen des Hülsengegenstückes 32 in die Hülse 31. Der erste Schritt und der zweite Schritt sind umgekehrt.
  • Wenn, wie in 8 gezeigt, die Motorwelle 1 und die Pumpenwelle 4 miteinander gekoppelt sind bzw. werden, liegen die Nut 31c der Hülse 31 und die Nut 32c des Hülsengegenstücks 32 in der Form eines Kreuzes einander gegenüber. In diesem Zustand werden Räume bzw. Abstände gebildet zwischen dem gekeilten Vorsprung 32b des Hülsengegenstücks 32 und der gewellten inneren Wand der Vertiefung 31d der Hülse 31 ausgebildet. Diese Räume werden mit balkenförmigem bzw. stabförmigem Gummi 33 ausgefüllt; in der illustrierten Ausführungsform sind vier Räume damit ausgefüllt und die schichtförmigen Räume werden mit Gummistreifen 34 ausgefüllt, welche als Geräuschdämpfungselemente funktionieren bzw. fungieren. Die durch die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 reduzierte Vibration wird zusätzlich in dem Gummi 33 und den Gummistreifen 34 absorbiert, welche einer elastischen Verformung unterliegen bzw. zugänglich sind.
  • Ein Hauptvorteil des Antriebskopplers 3 ist es, daß die Motorwelle 1 und die Pumpenwelle 4 leicht in koaxialer Ausrichtung gehalten werden, wodurch die Verbindung zwischen der Motorwelle 1 und der Pumpenwelle 4 erleichtert wird.
  • Ein Beispiel für die Art und Weise eines Koppelns der Antriebswelle 1 mit der Pumpenwelle 4 durch den Koppler 3 wird im Folgenden beschrieben werden:
  • Der erste Schritt ist, den Koppler 3 mit der Motorwelle 1 zu verbinden und dann mit der Pumpenwelle 4, oder umgekehrt. Dann wird der Elektromotor 2 an dem ersten Support 8 befestigt, wobei die koaxiale Ausrichtung der Motorwelle 1 und der Pumpenwelle 4 beibehalten wird.
  • Als nächstes wird der Durchfluß des Arbeitsöles durch das oben beschriebene System beschrieben werden:
  • Der Elektromotor 2 wird angetrieben und verursacht das Drehen der Antriebswelle 1. Das Drehmoment wird an die angetriebene Welle (Pumpenwelle) 4 übertragen, welche das Antriebsritzel 5 und das angetriebene Mitnehmerritzel 6 ge meinsam dreht. In Übereinstimmung mit der Drehung der Zahnräder bzw. Ritzel 5 und 6 wird das Öl in der Niederdruckkammer 16 in die Einlaßkammer 71 durch den Geräuschdämpfer bzw. Geräuschabsorber 11 bewegt. Das Öl wird intermittierend zu jedem Zeitpunkt geliefert, an welchem das Ölreservoir zu der Auslaßkammer 72 hin geöffnet wird, begleitet von einem unter Druck Setzen des Öls. Das unter Druck stehende bzw. gesetzte Öl wird in den Raum 20a innerhalb des Geräuschdämpfers 20 eingebracht. Da die Kapazität des Raums 20a größer als jene der Auslaßkammer 72 ist, erfolgt kein oder nur geringes Pulsieren im Fluß des Öls, wodurch die Vibration der Pumpenwelle 4 minimiert wird. Somit tritt kein unangenehmer Lärm bzw. lautes Geräusch bei der Lieferung des Arbeitsöls auf.
  • Unter Bezugnahme auf 9 verzerrt, wenn eine große Belastung bzw. Last an die Pumpe 5 angelegt wird, um ein großes Drehmoment zu erzeugen, die relative Drehung der Hülse 31 und des Hülsengegenstücks 32 die elastischen Abstandhalter 33 und Puffer 34, bis deren elastische Verformung extrem wird, und bringt diese dazu, sich in eine dünne, filmartige Schicht zu verwandeln, um es den oberen und den unteren Keilen 32d des Hülsengegenstückes 32 zu ermöglichen, in einen linearen oder dynamisch direkten Kontakt mit der inneren Wand der Vertiefung 31d der Hülse 31 zu kommen, wodurch das Drehmoment von dem einen zu dem anderen unmittelbar übertragen wird. Nachfolgend wird dieser Zustand eines linearen oder dynamisch direkten Kontakts als "der direkte Kontakt" bezeichnet werden.
  • Nachdem dieser Zustand erreicht wurde, kann sogar ein großes Drehmoment von der Motorwelle 1 an die Pumpenwelle 4 durch den direkten Kontakt zwischen den oberen und den Bo denkeilen 32d des Hülsengegenstückes 32 und der inneren Oberfläche der Vertiefung 31d übertragen werden, wodurch stetig bzw. stabil ein großes Drehmoment übertragen wird. Die Hülse 31 und das Hülsengegenstück 32 werden normalerweise aus Metall hergestellt, vorzugsweise durch Kaltverformung. Metalle von hoher mechanischer Festigkeit sind bevorzugt für ein Übertragen eines großen Drehmoments durch den direkten Kontakt des aufgekeilten Vorsprungs 32b mit der gewellten inneren Wand der Vertiefung 31d.
  • Die 10 ist ein Graph, welcher den Vergleich in den Drehmomentübertragungscharakteristika des Kopplers 3 der vorliegenden Erfindung und des bekannten Kopplers 2 zeigt, welcher in der 13 gezeigt ist. Der bekannte Koppler 2 bricht an Punkt (P) als ein Resultat eines Ansteigens in der übertragenen Last in Übereinstimmung mit einem Ansteigen des Eingangsdrehmomentes, wie dies durch die gepunktete Linie angezeigt wird, wodurch ein Übertragen eines Drehmoments danach eingestellt wird. Der Graph zeigt durch die durchgehende bzw. Vollinie, daß der Koppler 3 der Erfindung nicht durch die übertragene Last bzw. Belastung am Punkt (P) beeinträchtigt wird, wodurch stetig ein Übertragen eines Drehmoments fortgesetzt wird. Aus 10 wird verstanden werden, daß der Koppler 3 der vorliegenden Erfindung einen weiten Bereich von Drehmomenten, große oder kleine, an die Pumpenwelle (Ausgangswelle) überträgt.
  • Mit Bezug auf 11 wird eine modifizierte Version der Ausführungsform beschrieben werden:
  • Wie die erste Ausführungsform, welche in 8 gezeigt ist, beinhaltet dieser Koppler auch eine Hülse 31 und ein Hülsengegenstück 32. 11 zeigt die Hülse 31 und das Hülsengegenstück 32 miteinander gekoppelt. Die Hülse 31 hat eine Vertiefung 31d von derselben Konfiguration wie jene in der ersten Ausführungsform, jedoch das Hülsengegenstück 32 hat ähnliche, jedoch kleinere Keile 32d und 32e in bezug auf die Aussparung 31d, so daß ein enger Abstand bzw. Spalt, welcher die selbe Weite hat, erzeugt wird, wenn der gekeilte Vorsprung 32b in die Vertiefung 31d der Hülse 31 eingesetzt wird. Der Abstand wird mit einem elastischen Material, wie z. B. Gummi ausgefüllt, um so eine Pufferschicht 34 zu bilden.
  • Die Vertiefung 31d der Hülse 31 und der aufgekeilte Vorsprung 32b des Hülsengegenstückes 32 können in einer anderen als der oben beschriebenen Form nur dann geformt werden, wenn sie so ineinander passen, daß eine reibende Berührung während ihrer relativer Drehung zueinander zwischen ihnen aufrecht erhalten wird. Das elastische Material ist nicht auf Gummi, natürlichen oder synthetischen, beschränkt, sondern es kann jedes andere elastische Material verwendet werden. In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Hülse 31 für eine Verbindung mit der Motorwelle 1 (Eingangswelle) zur Verfügung gestellt und das Hülsengegenstück 32 wird für eine Verbindung mit der Pumpenwelle 4 (Ausgangswelle) zur Verfügung gestellt, jedoch können die Hülse 31 und das Hülsengegenstück 32 miteinander vertauscht werden.
  • Es ist beschrieben worden, daß der Koppler für eine Pumpe einsetzbar ist, welche hydraulischen Druck zu einem Lenkhilfe-Hydraulikzylinder liefert, sie ist jedoch selbstverständlich einsetzbar bzw. anwendbar, wo ein Aufnahmeraum begrenzt ist oder wo die Übertragung eines großen Drehmoments ohne unangenehmen Lärm erwünscht wird.
  • Die motorangetriebene Pumpe in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestattet es dem Arbeitsöl, in die Auslaßkammer 72 durch die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 zu fließen bzw. zu strömen, wodurch gewährleistet bzw. sichergestellt wird, daß das Arbeitsöl keinem oder nur einem geringen Pulsieren unterworfen ist. Kein oder nur ein geringes Pulsieren reduziert die Möglichkeit einer Vibration der Pumpenwelle 4. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 ist fest an dem zweiten Support 9 durch eine Gewinde-zu-Gewinde-Verbindung befestigt, so daß diese gegen ein Brechen oder ein Leckwerden unter Öldruck geschützt ist.
  • Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereitstellung des nach innen gerichtet konvex geformten Bodens der Geräuschdämpfungseinrichtung 20, wodurch die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 gegen ein Brechen unter einem möglichen Aufbau eines hydraulischen Drucks auf dem Boden geschützt wird.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in dem doppelwandigen Geräuschdämpfer, d. h. dem zweiten Support 9 und dem zylindrischen Tankgehäuse 10. Diese Struktur eliminiert die Notwendigkeit eines Gebrauchs von Rippen oder jeglicher anderer Verstärkung. Zusätzlich ist dies der strukturellen Einfachheit förderlich. Eine einfache Struktur erleichtert ein Entweichen von Luft aus der Geräuschdämpfungseinrichtung 20. Ein Nichtvorhandensein von Luft ist wesentlich für ein Verhindern von Kavitation in dem fließenden Öl. Die einfache Geräuschdämpfungseinrichtung kann zu niedrigen Kosten hergestellt werden, wodurch die Gesamtkosten der motorangetriebenen Pumpe reduziert werden.
  • Die Hülse hat die Vertiefung und das Hülsengegenstück hat den keilförmigen bzw. aufgekeilten Vorsprung im Eingriff mit der Vertiefung der Hülse, wobei die Räume zwischen der Vertiefung und dem keilförmigen Vorsprung mit einem elastischen Material, wie z. B. Gummi, ausgefüllt sind. Das elastische Material absorbiert bzw. dämpft eine Vibration, wie sie bei einer Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle zu der Ausgangswelle entsteht. Wenn ein großes Drehmoment übertragen wird, wird das elastische Material genügend verformt bzw. verzerrt, um die Keile des keilförmigen Vorsprungs in den direkten Kontakt mit der inneren Oberfläche der Vertiefung zu bringen, wodurch die Übertragung des großen Drehmoments ohne oder mit wenig Lärm erleichtert wird.
  • Bei dem Antriebskoppler ist keine Schwierigkeit damit verbunden, die Räume zwischen den Vertiefungen der Hülse und den Keilen des Hülsengegenstücks mit Gummi oder einem anderen elastischen Material zu füllen und die Hülse und das Hülsengegenstück können aus Metall durch Kaltverformung bzw. -bearbeiten bei reduzierten Kosten hergestellt werden.

Claims (1)

  1. Motorangetriebene Hydraulikpumpe zur Verwendung in Motorfahrzeugen, wobei die Pumpe ein Antriebsritzel bzw. -zahnrad (5) umfaßt, das mit einer Leistungsquelle (2) verbunden ist, ein angetriebenes Ritzel (6) in Eingriff mit dem Antriebsritzel (5), eine Einlaß- bzw. Aufnahmekammer (71), die an einer Seite des Antriebsritzels (5) und des angetriebenen Ritzels (6) ausgebildet ist, die wechselweise in Eingriff sind, eine Auslaßkammer (72), die an der anderen Seite der Aufnahmekammer (71) ausgebildet ist, ein Gehäuse (7) beinhaltet, um die Aufnahmekammer (71) und die Auslaßkammer (72) zu umgeben, wobei das Gehäuse (7) durch einen ersten Support (8) an einer Seite und einen zweiten Support (9) an der anderen Seite abgestützt ist, gekennzeichnet durch das Vorsehen einer Geräuschdämpfungseinrichtung (20), die mit der Auslaßkammer (72) kommuniziert bzw. in Verbindung steht und die an dem zweiten Support (9) des Gehäuses (7) festgelegt ist, wobei die Geräuschdämpfungseinrichtung (20) einen Raum im Inneren (20a) aufweist, dessen Kapazität größer als jene der Auslaßkammer (72) ist, und worin die Geräuschdämpfungseinrichtung (20) zylindrisch ist und einen nach innen konvex geformten Boden (22) aufweist.
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