JP2009503318A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、ベーンポンプ（１）、特に潤滑システム用の制御可能なオイルポンプに関する。前記ポンプは、少なくとも１つのハウジング槽（６）を備えたポンプハウジング（２）と、ハウジング槽（６）内に配置され、回転軸（２３）を形成する駆動軸（１０）によってポンプハウジング（２）内に回転可能に軸承されるベーンロータ（１１）とを包含し、前記ベーンロータ（１１）が、ほぼ半径方向に延びる受容スリット（１４）内に軸承されるベーン（１５）を包含する。操作リング（２７）は、ベーンロータ（１１）を包囲し、周側面でポンプセル（２６）を画成する。前記操作リングは、円筒状の内壁面（３１）によって、ベーンロータ（１１）に対して同心の位置とベーンロータに対して偏心した位置との間で調整することができ、圧力レベルを制御するために、媒体圧力と調整装置（４７）によって調整トルクが掛けられる。

Description

本発明は、請求項１の前文に記載されているような、ベーンポンプに関する。

特許文献１からは、操作装置と、揺動配置内でロータ軸に対して平行に延びる揺動軸を中心にポンプハウジング内に揺動可能に軸承された操作リングとを有する、制御可能なベーンポンプが知られている。操作リングは、ハウジング壁およびシール配置と共に、圧力領域と流れ接続された圧力室を形成する。操作装置は、圧力負荷の元での操作リングの揺動運動にばね力によって拮抗作用する、螺旋押圧ばねによって形成されるばね配置を形成し、そのばねは、ポンプハウジングのハウジング壁と、突出部によって操作リングに形成された軸受台との間に配置されている。

特許文献２は、ポンプハウジング内で回転軸を中心に回転可能なベーンロータを有する制御装置を介して、制御可能な回転ピストンポンプを開示している。ポンプハウジング内には、ベーンロータを収容する孔を有するピストンスライダが線形かつベーンロータに対して変位可能に軸承されており、その場合に孔直径は、ロータ直径にベーンの最大の張出しを加えたものにほぼ相当し、それによって、ピストンスライダの圧力供給を介したピストンスライダの相対位置を制御する制御装置を用いて、可変の給送セル容積が得られる。

特許文献３からは、ポンプハウジング内に回転可能に軸承されたベーンロータとそれを包囲する操作リングとを有し、且つ操作リングのための操作装置を有する、制御可能なベーンポンプが知られている。操作リングは、ベーンロータの回転軸に対して同心のポンプハウジングの孔内に回転可能に軸承され、さらにベーンロータを収容する孔に対して偏心している。操作リングを変位させるための操作装置として、操作リングの外周面に配置された歯セグメントを有する歯付きドライブが設けられており、その歯セグメントが、ポンプハウジング内に軸承され、ばね配置の作用に抗して液圧で変位可能な駆動手段、たとえば歯付きピニオン、ラックと噛合する。

特許文献４からは、径方向のスリット内に配置されたベーンを備え、ポンプハウジング内に、回転軸を中心に回転可能に軸承されたロータを有し、可変の給送ストロークを備えるベーンポンプが知られており、ロータは操作リングによって包囲され、操作リングはポンプハウジングのポンプチャンバ内に位置可変に配置され、その場合に操作リングはポンプチャンバ内で回転軸に対して平行に延びる揺動軸を中心に軸承され、且つ給送ストロークを変化させるために、ロータに対して同心の位置とロータに対して偏心した位置との間で変位することができる。操作リングの位置変化は、揺動軸受配置の両側に延びる、互いに対して圧力が漏れない別々の、操作リングの外壁とポンプハウジングの内壁との間に画成される圧力室に、制御可能に圧力を供給することによって行われる。

他の文献の特許文献５からは、ポンプハウジング内に回転可能に軸承され、径方向に摺動可能な多数のベーンを備えたロータを有する、潤滑剤ポンプとしての制御可能なベーンポンプが知られており、そのロータはポンプセルを画成するために、ボルトを中心に揺動可能に軸承された操作リングによって包囲されており、かつポンプハウジング内でロータに関して操作リングの偏心率を変化させるために、回転軸に対して平行に延びる揺動軸を形成するボルトを中心に揺動可能に軸承されている。揺動軸受の両側においてポンプハウジング内に、操作リングの周面側に互いに対して圧力が漏れない別々の圧力室が延びており、その圧力室の一つは吸込み圧力室を形成し、一つは給送圧力室を形成しており、操作リングの圧力を供給される周面側の圧力面は、ほぼ等しい大きさに形成されている。

特許文献６では制御可能なベーンポンプが知られており、それにおいてはポンプハウジング内にリング状のロータが回転軸を中心に回転可能に軸承され、そのロータは、ハウジング内に回転軸に対して平行に延びる揺動軸を中心に軸承された操作リングによって包囲され、且つ媒体の給送流を変化させるためにロータに対して同心の位置から偏心した位置へ変位することができる。ロータの中央の孔内で、ベーンスターが軸上に回転可能に配置され、その軸は操作リングの前壁ディスク上に固定され、且つその軸方位は回転軸に対して平行に延びている。ベーンスターの径方向に延びるベーン内に、相対移動を保証するシール配置を形成しながら、スリットがロータリングを貫通している。この形成は、ベーンスターを有する操作リングがロータリングに対して同心の位置と偏心した位置との間で変位することを可能にし、その場合にベーンスターのベーンは、位置に関係なく操作リングの内壁に添接して滑り移動する。それによってロータリングと操作リングとの間に容積の変化する給送セルと、それによってばね配置を用いて給送圧を制御するために制御可能な給送容積とが得られ、そのばね配置は、その周面の領域における圧力供給による操作リングの変位に拮抗作用する。

特開昭５６−１４３３８３号公報 独国特許出願公開第２５５１４５１号明細書 米国特許第２６８５８４２号明細書 独国特許出願公開第３３２２５４９号明細書 独国特許出願公開第１９５３３６８６号明細書 国際公開第０３／０６９１２７号パンフレット

本発明の課題は、小さい外部寸法とそれに伴ってコンパクトな組立て形状を有し、それによって、潤滑媒体を供給すべき原動機への配置が極めて普遍的に可能になる、ベーンポンプを提供することである。

本発明のこの課題は、請求項１の特徴部分に記載された特徴によって達成される。その場合の驚くべき利点は、制限された周面領域内で操作リングに直接圧力を供給することであって、それによって製造技術的にシリーズ生産に適しており、従って経済性も得られるハウジング形成が達成され、キャビティを画成するシール配置は、操作リングとハウジングとの直接的な協働によって得られ、従って摩耗にさらされる付加的なシール部材が省かれる。

その場合に請求項２に記載の形成が、効果的である。というのは、揺動軸受配置に直接隣接して操作リングを配置することが可能だからであり、それによって制御のための小さい揺動モーメントが得られる。

請求項３に記載された好ましい形成によれば、正確に定められた作用面とそれに伴って操作モーメントが得られる。

他の好ましい形態が、請求項４から６に記載されており、それによって操作リングの揺動領域の終端位置制限のために、付加的な構成部材なしで形成されたストッパ配置が達成される。

請求項７に記載の形成も効果的であって、それによれば、ベーンポンプの細かい調整が達成される。

しかしまた、請求項８から１１に記載の形成も可能であって、それによれば、正確な制御特性が得られ、かつ操作装置のあそびのない形態によって、圧力システム内の振動が効果的に防止される。

請求項１２に記載の形成は、付加的な構成部品なしで容易な組立を保証する。

請求項１３に記載の形成も可能であって、それによれば、ベーンポンプの内部空間と−それに伴って外側寸法も−小さく抑えられ、それによって小さい機械においても適用が簡単になる。

請求項１４に記載された好ましい展開は、ベーンポンプの出力の無段階の調整を保証する。

請求項１５に記載された、好ましい形成によれば、圧力レベルの切替えが簡単になる。

請求項１６と１７に記載された形成は、統一された構成部品において、様々な容量のためのベーンポンプの形成を可能にする。

請求項１８に記載された好ましい形成は、極めて小さい製造誤差を維持し、かつ高い表面品質を得ながら、シリーズ製造を可能にし、それによって複雑な後加工が省かれる。

請求項１９に記載された形成によって、構成部品の長い寿命が得られる。

そして、請求項２０と２１に記載の形成も、高い製造品質を有する安価なシリーズ製造が得られるので、効果的である。

本発明をさらによく理解するために、図に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

様々に記載された実施形態において同一の部分には同一の符号ないし同一の構成部品名称が設けられ、その場合に説明全体に含まれる開示は、意味に従って同一の符号ないし構成部品名称を有する同一の部分に移し替えることができる。たとえば上、下、側方などのような、説明において選択されている位置データも、直接記載され、かつ表示されている図に関するものであって、位置が変化した場合には、意味に従って新しい位置へ移し替えられる。さらに、図示され、かつ記載された様々な実施例に基づく個別特徴または特徴の組合せも、それ自体自立した、発明的または発明に基づく解決を示すことができる。

具体的な説明における値領域についてのすべてのデータは、それが任意の部分領域とそれに基づくすべての部分領域を含んでおり、たとえば、データ１から１０は、下方の限界１から始まって上方の限界１０を含むすべての部分領域、すなわち、１以上の下方の限界から始まって、１０以下の上方の限界で終わる、たとえば１から１．７、または３．２から８あるいは５．５から１０を含むものである。

図１から３は、制御可能なベーンポンプ１が部分的にカバー部分３を取り去った状態で、ポンプハウジングを見る平面図で示されている。ポンプハウジング２は、一体的な構成部品によって、特に燒結金属構成部品として形成されており、一周する壁ウェブ５を有する平面的な壁プレート４からなり、それによってハウジング槽６が形成されている。ハウジング槽６の領域は、ほぼ円形の底面形状を有しており、それがほぼ接線状に延びる槽領域へ移行している。ハウジング槽の領域が、ロータチャンバ７と制御チャンバ８を形成している。

ポンプハウジング１２ないし壁プレート４とハウジングカバー６内に、好ましくは滑り軸受９内に、ベーンロータ１１を有する駆動軸１０が軸承されている。ベーンロータ１１は、円筒状のロータボディ１２からなり、そのロータボディは好ましくは奇数の、ほぼ径方向に延びる、高さ１３を貫く収容スリット１４を有しており、そのスリット内にプレート状のベーンが径方向に−矢印１６に示すように−摺動可能に軸承されている。すべてのベーン１５が、ロータボディ１２の外径１７を同じ張出し１８だけ越えて突出する基本位置において、ロータボディ１２の円形の凹部１８内に配置された支持リング１９によって、駆動軸１０へ向いたベーン１５の端面２０が、その支持リングの外周面に支持されることが達成される。支持リング１９は、ロータボディの凹部１８内でロータボディに対して相対移動し、それによって、ベーンセル１の給送出力を変化ないし制御するために生じる、ベーンロータ１１の回転軸２３に関してベーン１５の外側端面２１を包絡する周囲２２の偏心した位置が可能になる。

吸込み領域２４から圧力領域２５への媒体の給送は、ベーンロータ１１が回転する場合にベーンロータ１１を包囲するポンプセル２６によって行われ、そのポンプセルの収容容積は、後にさらに詳細に説明するように可変である。ポンプセル２６は、ロータボディ１２、このロータボディを越えて突出するベーン１５およびベーンロータ１１を包囲する操作リング２７によって画成され、その操作リングは、少なくともロータボディの外径１７にベーン１５の張出し１８の２倍を加えたものに相当する内径２８を有している。

その外径１７とベーン１５の張出し１８及びそれに伴ってロータボディ１２の外径１７及び高さ１３に関するベーンロータ１１の寸法設計は、設定されているベーンポンプ１の回転数領域と給送すべき媒体の物理的データを考慮しながら、ベーンポンプ１のために目指す出力領域に従って行われる。この寸法設定に従って、操作リング２７の内径２８が定められる。

操作リング２７は、ハウジング槽６内で、回転軸２３に対して平行に延びる揺動軸３０を形成する揺動軸受配置２９内に揺動可能に軸承されており、その場合に一方の終端位置において−図１に示すように−内壁面３１がロータボディ１２の周面３２に対して同軸に位置決めされ、他方の終端位置において−図２から明らかなように−偏心した位置が達成される。

揺動軸受配置２９は、具体的な例において壁ウェブ５に配置され、特に形成されて、ロータボディ１２の高さ１３にわたって延びる壁リブ３３によって形成され、その壁リブがほぼ半円形の横断面を有する壁ウェブ５の内面３４を越えて突出する。断面が半円形状の溝３５を有する操作リング２７が、この壁リブ３３に支承されている。この形成は、壁リブ３３と溝３５の輪郭によって定められる、揺動軸３０を中心とする操作リング２７の揺動のための滑り軸受に相当する。同時に、滑り軸受としての揺動軸受配置２９の形成によって及び該当する表面性質によって、−後でさらに詳しく説明するように−揺動軸受配置２９の両側で異なる圧力レベルの間のシール配置３６が得られる。

操作リング２７の周方向に間隔３７をおいて、操作リング２７のシールウェブ４１と壁ウェブ５に共通に形成されたシール面３９、４０によって別のシール配置３８が設けられており、その場合にシール面３９、４０は、操作リング２７が揺動可能であることにより、揺動軸３０を中心に円弧状に湾曲して形成される。

すでに述べた間隔３７で互いに隔てられたシール配置３６、３８が、操作リング２７及び壁ウェブ５と共にキャビティ４２を画成し、流れ接続、たとえば圧力導管４３によって圧力領域２５と接続されているキャビティが圧力室４４を形成し、且つそのキャビティ内で間隔３７とハウジング槽６の深さによって形成される作用面４５の圧力供給によって、操作リング２７へ変位力が−矢印４６−作用し、操作リングが図１に示す同心の位置へ揺動される。操作リング２７に作用するこのトルクに拮抗して制御チャンバ８内に配置される操作装置４７、たとえば螺旋押圧ばね４９を有するばね装置４８によって、カウンターモーメントがもたらされる。

ばね力−矢印５０−は、ノーマル間隔５１に従って揺動軸３０を中心とするカウンターモーメントをもたらし、キャビティ４２内に圧力が無いか、あるいは僅かな圧力しか生じない間は、操作リング２７を図２に示すようにロータボディ１２に対して偏心した位置へ変位させる。図２に示す終端位置は、また、給送の開始ないし圧力領域２５内の圧力構築の開始前の、ベーンポンプ１の非作動状態に相当する。ばね配置４８のばね力−矢印５０−は、好ましい形成によれば、付勢力を制御するために、たとえば螺旋押圧ばね４９を多くあるいは少なく圧縮する操作ボルト５２を用いて調節可能である。

操作リング２７の終端位置は、二つのストッパ配置５３、５４によって定められており、それらストッパ配置は、壁ウェブ５と操作リング２７に適切に形成される、互いに対向するストッパ面５５、５６の配置によって得られる。

図１と２を用いて説明したように、操作リング２７は、回転方向に−矢印５７−ベーンロータ１１の駆動装置、たとえば内燃機関のサブ従動装置によって駆動が開始される時に、偏心した終端位置にある。

この位置において三日月形に形成されたポンプセル２６は、壁プレート４内のほぼ腎臓形の切欠き５８、５９とハウジングカバー３内の対応する通路形成とを介して、吸込み領域２４を形成しながらストックタンク６０と、且つ圧力領域２５を形成しながら内燃機関６２の潤滑場所用の供給導管６１とに流れ接続される。

ベーンロータ１１が回転する際に変化するポンプセル２６の容積比によって、容積が増大する場合に吸込み領域２４内で媒体の吸込みをもたらし、且つベーンロータ１１がさらに回転し、それに伴ってポンプセル２６の容積が減少した場合に圧力領域２５内で圧力構築がもたらされる。その場合に圧力は、キャビティ内に作用する圧力−矢印４６−による揺動モーメントが、ばね装置４８によるばね力−矢印４５−によってもたらされるカウンターモーメントに達するまで増大される。これは、圧力領域２５内の圧力レベルが、螺旋押圧ばね４９の付勢ないしそれによってもたらされる揺動モーメントによって所定の大きさに調整可能であることを意味している。圧力によってもたらされる揺動モーメントが、ばね配置４８によってもたらされるカウンターモーメントに近づいた場合に、操作リング２７は、それぞれ必要に応じて、及び供給システム６１内の圧力比に応じて、二つの終端位置の間の位置を占め、従って所定の圧力に従ってベーンポンプ１の給送出力が自立的に制御される。たとえば、供給システム６１内の媒体の需要の減少によって圧力が上昇した場合に、操作リング２７を同心の位置の方向へ変位させることによって給送出力が減少し、従ってさらなる圧力の上昇が防止される。供給システム６１内の需要の増大によって圧力が降下した場合に、それに続いて偏心した位置への揺動が行われ、それが給送出力を増大させ、それに伴って所定の圧力に達するように圧力レベルを再制御する。

図４と５には、本発明に基づくベーンポンプ１の他の実施形態が示されており、その場合にここでも同一の部分には、先行する図１と２におけるのと同一の符号ないし部品名称が使用される。不必要な繰返しを避けるために、先行の図１から３の詳細な説明を参照することができる。

この形態において、ハウジング槽６を有するポンプハウジング２が、すでに説明したようにロータチャンバ７と制御チャンバ８を形成する。ほぼ円形に形成されたロータチャンバ７内で、ベーンロータ１１が駆動軸１０上で回転軸２３を中心に回転可能に軸承されている。ベーンロータ１１を包囲してポンプセル２６を形成しながら、操作リング２７が揺動軸受配置２９内に軸承されており、且つ図４に示すようなベーンロータ１１に対して同心の位置と、図５に示すような偏心した位置との間で揺動可能である。揺動軸受配置２９は、圧力密閉であり、その場合にシール配置３６が形成される。操作リング２７の周側に間隔３７をおいて形成された別のシール配置３８は、図示の実施例において、操作リング２７の周面６４の凹部６３とシール部材６５とによって形成される。シール配置３６、３８の間に、圧力室４４が形成される。シール部材６５は、操作リング２７の凹部６３内のシールバー６６と相対移動するために密閉して係合する。凹部６３内のシールバー６６の変位距離が、操作リング２７の同心の終端位置においても、偏心した終端位置においても、シールバー６６と操作リング２７の間の互いに対向するシール面６８、６９の密閉した添接を保証する。シール部材６５は、さらに、ポンプハウジング内で操作リング２７が変位した場合に角度位置を適合させるために、回転軸２３に対して平行に延びる揺動軸７０を中心に揺動可能に軸承されている。しかしまた、たとえば凹部６３と協働するシールバー６６がばね弾性を有するように形成されている場合に、シール部材の固定配置も可能である。

すでに説明したように圧力室４４は、破線で示すように、圧力領域２５と流れ接続されている。

シール配置３６、３８の間の間隔３７は、操作リング２７の周面６４上の圧力を供給するための作用面４５が操作リング２７の周面６４全体の５％と４５％の間にあるように定められている。それによって圧力供給の際に生じる揺動軸３０を中心とする操作リング２７の揺動モーメントに対して、すでに前の図で説明したように、ばね装置４８によって形成される操作装置４７が拮抗作用し、従ってこれについては以下にこれ以上詳細な説明はしない。

図６には、揺動可能なシール部材６５を有する形成が図示されており、それにおいてシールバー６６は、圧力室内の媒体圧力によって操作リング２７の位置に関係なくこの操作リングに添接し、従って操作リング２７の周面６４上に線形に密着する。従ってシール配置３６が形成される。このシール配置と揺動軸受２９とによって形成される別のシール配置３８によって、キャビティ４２ないし圧力室４４が画成される。シールバー６６は、好ましくは、図５に示すように、キャビティの方向に湾曲して形成され、それによってシールバー６６の表面が操作リングの周面６４に添接して滑り移動する。

図７と８には、ベーンポンプ１の他の形成が示されており、その場合に操作リング２７は、図７においてベーンロータ１１に対して同心の位置で、図８において最大に偏心した位置で示される。操作リング２７は、すでに前の図で説明したように、揺動軸受配置２９を介して、ベーンロータ１１の回転軸２３に対して平行に延びる揺動軸３０を中心に揺動可能にハウジング槽６ないしはポンプハウジング２のロータチャンバ７内に軸承される。

ポンプハウジング２はさらに、同様にすでに説明したように、操作装置４７の螺旋押圧ばね４９と共に制御チャンバ８を形成する。

他の領域においてポンプハウジング２は、直接揺動軸受配置２９に隣接し、ポンプハウジング２の外側輪郭を越えて突出するＵ字状のハウジング拡幅部７１を有している。これが、境界を形成する端縁ウェブ７２と共に収容チャンバ７３を形成する。この収容チャンバは、ポンプハウジング２の底側の壁プレート４と、壁プレート４に一体化結合された端縁ウェブ７２とによって画成され、ポンプハウジング２の外側輪郭の約四分の一にわたって延びている。操作リング２７には、外周面７４を越え、且つ収容チャンバ７３内へ突出するＵ字のアーチ形状のウェブ７５が配置され、特に一体化形成されており、そのウェブが操作リング２７の周面６４の領域と共にそれ自体が閉成され、外周面７４に沿って延びるキャビティ４２を形成する。キャビティ４２内で、底側の壁プレート４にシールウェブ７６が配置されており、そのシールウェブは、キャビティ４２の方向へ長く延び、壁プレート４に対して垂直に延び互いに反対側になる端面７７、７８によって、ウェブ７５の対向する内面９７に密着する。これが、シールウェブ７６と操作リング２７の外面６４との間に形成される圧力室４４のためのシール配置３６、３８を形成する。シールウェブ７６の端面７７、７８とそれに向けられたウェブ７５の内面７９とは、互いに合わせられて外側輪郭を有し、その外側輪郭が、揺動軸３０を中心とする揺動領域内の操作リング２７の位置に関係なく、正確なシール添接を保証する。キャビティ４４の内側の幅８０は、最大の揺動距離８１にシールウェブ７６の最大の厚み８２を加えたものよりもわずかに大きい。壁プレート４上のシールウェブ７６の位置決めと、操作リング２７へ向いたシールウェブ７６の接触面６４とは、湾曲して操作リングの外径８４に適合しており、従ってシールウェブ７６の接触面８３がストッパ面５５を形成し、そのストッパ面が偏心した終端位置における操作リング２７の最大の揺動可能性を制限する。さらに、接触面８３内に、シールウェブ７６の高さ全体にわたって延びる溝状の凹部８４が設けられており、その中にベーンポンプ１の圧力領域２５から接続通路、接続導管などを通して媒体圧力が掛かる。キャビティ４２内に操作リング２７の表面領域によって形成される作用面４５への圧力の作用により、揺動軸３０を中心に圧力の高さに従う種々の大きさのトルクが生じ、それが操作リングをベーンロータ１１に対して同軸の方向と、ベーンロータ１１に対して偏心した方向との二つの終端位置の間で移動させ、その場合に同軸の位置への変位に対し、操作装置４７の螺旋ばね４９によってもたらされる揺動軸３０を中心とするトルクが拮抗作用する。従って適切な付勢によるばね力の選択ないし調節によって、圧力領域２５内に掛けられる圧力は、選択されたレベルに制御される。圧力領域内の圧力が、揺動モーメントの設計により所定の値以下に低下し、従って揺動モーメントが螺旋押圧ばねによってもたらされる揺動モーメント以下に低下した場合に、操作リング２７の変位は、偏心率を増大させる方向に行われる。それによって、ベーンポンプ１の給送出力が増大し、それは圧力領域２５内の圧力の上昇と同じ意味である。従って揺動モーメントの補償が達成されて、操作リング２７の同軸の位置と偏心した位置との間の中間位置が得られ、その中間位置において給送出力が圧力を維持するように適合される。

一方で、すでに説明したように、接触面８３が、偏心した位置のために操作リング２７の揺動運動の終端制限するストッパ面５５を形成する場合に、他方では、操作リング２７の同軸の位置のための別の終端位置が、揺動軸受配置２９の領域に形成される操作リング２７のストッパカム８６によって制限され、そのストッパカムは操作リング２７の同心の位置において、ポンプハウジング２ないし壁ウェブ５の内面３４に添接する。

従って操作リング２７にキャビティ４２を形成することは、本発明に基づいて定められた操作リング２７の周面６４全体の約５％と４５％の間の領域で、作用面４５を設計することを可能にする。

図９と１０には、ベーンポンプ１の他の形成が示されており、その場合にここでも操作リング２７は、その２つの終端位置で示されている。操作リング２７は、ポンプハウジング２の壁ウェブ５と操作リング２７との間に形成された揺動軸受配置２９を中心に、且つこの揺動軸受配置によって形成される揺動軸３０を中心に、図８に示すベーンロータ１１に対して同心の位置と、図９に示す偏心した位置との間で揺動可能であって、その場合に揺動モーメントは操作装置４７のばね配置４８によって−矢印８７に示すように−もたらされる。カウンターモーメントが、圧力室４４内の媒体圧力に由来する力−矢印８８に示す−によってもたらされる。そして、その媒体圧力は、操作リング２７と移動連結され圧力室４４内に配置されたシールディスク８９の作用面４５に掛かる。

圧力室４４は、接続通路を介してベーンポンプ１の圧力領域２５と流れ接続される。シールディスク８９と圧力室４４の形成が、揺動角度に関係なく−矢印９０−シールディスク８９の端面９１、９２と壁ウェブ５との間の密閉添接と、それに伴ってシール配置３６、３８とを保証する。作用面４５は、操作リング２７の周面６４全体の約５％と４５％の間にある。

図１１には、ベーンポンプ１の他の形成が図示されている。前の図ですでに説明したように、操作リング２７は揺動軸受配置２９内で、揺動軸３０を中心に揺動可能にポンプハウジング２の壁ウェブ５に軸承される。図示の実施例において操作リング２７は、ベーンロータ１１に対して同心の位置で示されている。操作装置４７のばね配置４８は、図示の実施例において張り出したばね脚９４、９５を有する螺旋トーションばね９３によって形成されており、そのばね脚の一方が壁ウェブ５に支持され、他方がばね力を、偏心した位置へ揺動可能な方向−矢印９７−に、操作リング２７に−矢印９６に示すように−及ぼす。ベーンポンプ１を制御するために、媒体圧に依存し拮抗作用する揺動モーメントが、操作リング２７上で、壁ウェブ５に沿って摺動する−矢印９８−操作部材９９によって形成され、その操作部材は平坦なプレートによって形成されており、そのプレートは一方の終端領域１００において、壁ウェブ５と、それに対して平行に延びる壁ウェブ５からハウジング槽６内へ突出する壁部分１０１との間に形成される圧力室４４内へ突出する。プレートの自由に張り出す終端領域１０３の端面１０２が、操作リング２７の外周を越えて突出する操作突出部１０４へ作用する。作用面４５への媒体圧力に従って−矢印８８−、操作リング２７のための操作力−矢印１０５−が得られる。ストッパ配置５３、５４は、一方で、操作リング２７の同心の位置のためにばね脚９５と壁リブ１０８のストッパ面１０６、１０７によって得られ、他方で、偏心した位置のために操作リング２７の周面６４が壁ウェブ５の内面３４に接触することによって得られる。

図１２には、ベーンポンプ１の他の形成が示されている。図は、揺動軸３０を中心に揺動され、ベーンロータ１１に対して偏心した位置の操作リング２７を示している。この形成において操作装置４７は、ばね配置４８によって偏心した位置の方向に付勢されたラックドライブ１０９を形成し、その場合に操作リング２７の周面６４より高くに多数の歯１１０からなる歯セグメント１１１が配置され、好ましくは形成される。

この歯セグメントと、幾つかに分かれたラック１１２が係合しており、そのラックは操作リング２７を揺動させるために、ポンプハウジング２内で線形に案内されるスライダ１１３によって線形に−双方向矢印１１４−変位することができる。螺旋押圧ばね１１５は、ラック１１２ないしスライダ１１３へ付勢力を及ぼし、かつ一方でポンプハウジング２の壁領域１１６に支持され、他方ではラック１１２ないしスライダ１１３に添接する。スライダ１１３は、押圧ピストン１１８を形成する突出部１１９において、ポンプハウジング１０２内に形成された圧力室４４内へ突出し、その圧力室はベーンポンプ１の圧力領域２５と流れ接続されている。突出部１１９の端面１２０が作用面４５を形成し、その作用面内でスライダ１１３とそれに伴ってラック１１２を変位させるための媒体圧力がもたらされ−矢印１２１−、従って操作リング２７がベーンロータ１１に関して偏心した位置へ変位される。

ラック１１２は、たとえば少なくとも二つの同一の歯プロフィールを有する板状のラックからなり、それらのラックは、縦に延びる方向で互いに対して摺動可能に軸承されており、その内の一方がスライダ１１３に駆動結合で固定されており、他方が螺旋押圧ばね４９によってエネルギを供給される。これが、ラックドライブ１０９のあそびを補償する。

図１３には、ベーンポンプ１の他の形態が示されている。前の図ですでに説明したように、操作装置４７は、スライダ１１３、ラック１１２及び操作リング２７に設けられた歯セグメント１１１を有するラックドライブ１０９によって形成される。スライダ１１３は、前の図で説明したのと同様に、押圧ピストン１１８として形成される突出部１１９において圧力室４４内へ突出する。

図示の実施例における操作装置４７のばね配置４８は、操作リング２７を間隔をもって包囲し、曲率において周面６４にほぼ適合された板ばね１２２によって形成される。この板ばねは、ほぼ中央において揺動軸受１２３を介して操作リング２７にリンク結合されており、張り出したばねアーム１２４においてポンプハウジング２の壁ウェブ５ないし壁ウェブ５の内面に設けられたリブ状の突出部に支持され、揺動軸受１２３から張り出す他のばねアーム１２５において、スライダ１１３ないしラック１１２を圧力室４４の方向に付勢するために−矢印１２６−ラック１１２の突出ウェブ１２７に支持される。板ばね１２２により予め定められる圧力室４４内の圧力レベルに達するとすぐに、圧力室４４内のピストン１１８に形成される作用面４５に圧力を供給することによって、板ばね１２２によって構築された付勢力を克服した後に、図１３に示す偏心した位置から同心の位置へ操作リング２７の変位が行われる。

ラックドライブ１０９のあそびの補償は、すでに説明したのと同様に、設けることができる。

図１４には、ベーンポンプ１の他の形成が示されている。この形成において、操作リング２７は、底側の壁プレート４と壁ウェブ５とによって形成されるハウジング槽６内に、線形の方向に−矢印１２８−変位可能で配置されており、その場合にポンプハウジング２と、操作リング２７の側面１３１、１３２の互いに対向する内壁面１２９、１３０とが、ガイド配置１３３を形成する。

図示の表示において、ポンプハウジング２内の操作リング２７は、偏心した終端位置で、壁部分５と、操作リング２７の互いに対向するストッパ面１３４、１３５とが添接した状態で示される。壁ウェブ５と、ストッパ配置５３、５４間の前側に形成された作用面４５との間の間隙形成によって、ベーンポンプ１の圧力室２５に流れ接続された圧力室４４が形成される。

図示の実施例において操作装置４７は、二つの螺旋押圧ばね１３７によって形成されており、その螺旋押圧ばねは、ハウジング内に形成されたばね室１３８内に配置され、且つ螺旋押圧ばね１３７の付勢によって操作リング２７を偏心した位置へ付勢する−矢印１３９−。

螺旋押圧ばね１３７の付勢力は、所望の圧力レベルに従って予め定められている。圧力の上昇に伴って、ベーンロータ１１に関し偏心した位置の方向へ、操作リング２７の変位が行われる。

好ましい形成によれば、操作リング２７の側面１３１、１３２内に線形のシール部材１４０が設けられており、そのシール部材が操作リング２７とハウジングウェブ５との間にシール配置３６、３８を形成する。

図１５には、タンデムポンプ１４１としてのベーンポンプ１の形態が図示されている。その場合にポンプハウジング２は、中央壁１４２に関して互いに等しい、この中央壁と壁ウェブ５とによって画成される二つのハウジング槽６を有している。共通の駆動軸１０上に、ハウジング槽６の各々の中でベーンロータ１１がそれぞれ操作リング２７に包囲されて配置される。

ベーンロータ１１、操作リング２７及びこれ以上詳細には示されない操作装置のための実施変形例は、上の図においてすでに説明した形態に従って、あるいはその組合せから可能である。

図示の形成は、たとえば二つのハウジング槽６の、同一の深さまたは異なる深さ１４３のために考案することができる。

この種のコンセプトは、−たとえば、タイプシリーズ内で所定の組立て高さにより、同種の構成部材を使用しながら−この種のベーンポンプ１の出力領域を、広い限界内で設計することを可能にする。

好ましい形成によれば、ポンプハウジング２とロータボディ１２は、燒結金属の成形部品からなる。ハウジングカバー３のためには、好ましくはアルミニウムダイカスト成形部品が適用される。駆動軸１０とベーン１５は、好ましくは鋼鉄から形成される。

燒結金属構成部品は、製造に基づいて高い品質基準及び変化しない品質基準を有しており、きわめて小さい許容誤差を維持しながら製造を保証する。それによってこの種の構成部品は、コストのかかる再加工をしないで使用するのに幾重にも適している。

実施例は、ベーンポンプ１の可能な実施変形例を示しており、その場合にここで注意すべきことは、本発明が具体的に示されているその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ、個々の実施変形例を互いに多様に組み合わせることが可能なことであって、かつこれらの変形可能性は具体的発明による技術的に取り扱うための教示に基づいてこの分野で活動する当業者の裁量の範囲にある。従って表示し、かつ説明した実施変形例の個々の詳細を組み合わせることによって可能な、すべての考えられる実施変形例も、保護範囲に含まれる。

念のため最後に指摘するが、ベーンポンプ１の構造を理解しやすくするために、ベーンポンプないしその構成部品は部分的に寸法通りでなく、かつ／または拡大および／または縮小して示されている。

自立した発明的な解決の基礎となる課題は、明細書から理解することができる。

特に、図１から１５に示す個々の形態は、自立した発明的な解決の対象を形成している。これに関する発明に基づく課題と解決は、図の詳細な説明から理解される。

本発明に基づくベーンポンプを、前壁カバーを取り外した状態で示す平面図である。 揺動された操作リングを有する、図１に基づくベーンポンプの平面図である。 ベーンポンプを図２のIII−III線に沿った断面で示している。 操作リングの同心の位置を有する、ベーンポンプの他の形成を示している。 操作リングの偏心した位置を有する、図４に基づくベーンポンプを示している。 エラスティックシールを有するベーンポンプの他の形成を示している。 ハウジング拡幅部によって形成された、圧力室を形成する収容チャンバを備える、操作リングの同心の位置を有するベーンポンプの他の形成を示している。 操作リングの偏心した位置を有する、図７に基づくベーンポンプを示している。 操作リングの同心の位置を有する、操作リングに形成された、媒体圧力を供給されるシールディスクを備えたベーンポンプの他の形成を示している。 操作リングの偏心した位置を有する、図９に基づくベーンポンプを示している。 操作装置を有するベーンポンプの他の形成を示している。 ラックドライブとして形成された操作装置を有するベーンポンプの他の形成を示している。 ベーンポンプの操作装置の他の形成を示している。 線形に変位可能な操作リングを有するベーンポンプの他の形成を示している。 タンデム仕様のベーンポンプの他の形成を示している。

符号の説明

１ ベーンポンプ
２ ポンプハウジング
３ ハウジングカバー
４ 壁プレート
５ 壁ウェブ
６ ハウジング槽
７ ロータチャンバ
８ 制御チャンバ
９ 滑り軸受
１０ 駆動軸
１１ ベーンロータ
１２ ロータボディ
１３ 高さ
１４ 収容スリット
１５ ベーン
１６ 双方向矢印
１７ 外径
１８ 張出し
１９ 支持リング
２０ 端面
２１ 外側端面
２２ 周囲
２３ 回転軸
２４ 吸込み領域
２５ 圧力領域
２６ ポンプセル
２７ 操作リング
２８ 内径
２９ 揺動軸受配置
３０ 揺動軸
３１ 内壁面
３２ 周面
３３ 壁リブ
３４ 内面
３５ 溝
３６ シール配置
３７ 間隔
３８ シール配置
３９ シール面
４０ シール面
４１ シールウェブ
４２ キャビティ
４３ 圧力導管
４４ 圧力室
４５ 作用面
４６ 矢印
４７ 操作装置
４８ ばね配置
４９ 螺旋押圧ばね
５０ 矢印
５１ ノーマル間隔
５２ 操作ボルト
５３ ストッパ配置
５４ ストッパ配置
５５ ストッパ面
５６ ストッパ面
５７ 矢印
５８ 切欠き
５９ 切欠き
６０ ストック容器
６１ 供給導管
６２ 内燃機関
６３ 凹部
６４ 周面
６５ シール部材
６６ シールバー
６７ 変位
６８ シール面
６９ シール面
７０ 揺動軸
７１ ハウジング拡幅部
７２ 端縁ウェブ
７３ 収容チャンバ
７４ 外周面
７５ ウェブ
７６ シールウェブ
７７ 端面
７８ 端面
７９ 内面
８０ 幅
８１ 揺動距離
８２ 厚み
８３ コントロール面
８４ 外径
８５ 凹部
８６ ストッパカム
８７ 矢印
８８ 矢印
８９ シールディスク
９０ 矢印
９１ 端面
９２ 端面
９３ 螺旋トーションばね
９４ ばね脚
９５ ばね脚
９６ 矢印
９７ 矢印
９８ 双方向矢印
９９ 操作部材
１００ 終端領域
１０１ 壁部分
１０２ 端面
１０３ 終端領域
１０４ 操作突出部
１０５ 矢印
１０６ ストッパ面
１０７ ストッパ面
１０８ 壁リブ
１０９ ラックドライブ
１１０ 歯
１１１ 歯セグメント
１１２ ラック
１１３ スライダ
１１４ 双方向矢印
１１５ 螺旋押圧ばね
１１６ 壁領域
１１７ ストッパ面
１１８ 押圧ピストン
１１９ 突出部
１２０ 端面
１２１ 矢印
１２２ 板ばね
１２３ 揺動軸受
１２４ ばねアーム
１２５ ばねアーム
１２６ 矢印
１２７ 突出部ウェブ
１２８ 双方向矢印
１２９ 内壁面
１３０ 内壁面
１３１ 側面
１３２ 側面
１３３ ガイド配置
１３４ ストッパ面
１３５ ストッパ面
１３６ 中央平面
１３７ 螺旋押圧ばね
１３８ ばね室
１３９ 矢印
１４０ 線形シール部材
１４１ タンデムポンプ
１４２ 中間壁ディスク
１４３ 深さ

Claims (29)

1. ベーンポンプ（１）であって、
   少なくとも一つのハウジング槽（６）を備えたポンプハウジング（２）と、
   前記ハウジング槽（６）内に配置され、回転軸（２３）を形成する駆動軸（１０）を介して前記ポンプハウジング（２）内に回転可能に軸承され、ほぼ半径方向に延びる収容スリット（１４）内にベーン（１５）を軸承する、ベーンロータ（１１）と、
   前記ベーンロータ（１１）を包囲し、ポンプセル（２６）を周面側で画成し、前記ベーンロータ（１１）に対して同心の位置と前記ベーンロータ（１１）に対して偏心した位置との間に、変位可能な円筒状の内壁面（３１）を有する操作リング（２７）と、
   互いに対して圧力が漏れない別々の吸込み領域及び圧力領域（２４、２５）と、
   給送流内の圧力レベルを制御する操作装置（４７）と、
   を有するベーンポンプ（１）、特に潤滑システムのための制御可能なオイルポンプにおいて、
   前記操作リング（２７）の周面側に、操作リング（２７）とポンプハウジング（２）との間の互いに隔たったシール配置（３６、３８）によって画成される作用面（４５）が形成され、前記作用面がポンプハウジング（２）の壁ウェブ（５）と共に、前記圧力領域（２５）と流れ接続される、圧力室（４４）を形成することを特徴とするベーンポンプ(１)。
2. 圧力室（４４）の圧力を供給される作用面（４５）が、操作リング（２７）の周面（６４）の５％と４５％との間にあることを特徴とする、請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記作用面（４５）が、操作リング（２７）の周面に形成されたキャビティ（４２）の横断面によって形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のベーンポンプ。
4. 前記操作リング（２７）が、ポンプハウジング（２）のハウジング槽（６）内で揺動軸受配置（２９）内に、ベーンロータ（１１）の駆動軸（１０）に対して平行に延びる揺動軸（３０）を中心に揺動可能に軸承されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
5. 操作リング（２７）のキャビティ（４２）が、操作リング（２７）の外周（６４）を越えて突出するシールウェブ（４１）と圧密に形成された揺動軸受配置（２９）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
6. シールウェブ（４１）と壁部分との互いに対向するシール面（３９、４０）が、共通のシール面を形成することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
7. 前記シール面（３９、４０）が、揺動軸の回りに円弧状に湾曲して形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
8. 操作リング（２７）の揺動領域が、少なくとも一つのストッパ配置（５３、５４）によって制限されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
9. ストッパ配置（５３、５４）が、操作リング（２７）の周面（６４）を越えて突出するストッパカムによって形成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
10. 前記ストッパカムに、操作リング（２７）の揺動領域の終端位置制限として、壁ウェブ（５）内の切欠きが対応づけられていることを特徴とする、請求項９に記載のベーンポンプ。
11. ポンプハウジング（２）内で操作リング（２７）が、ガイド配置（１３３）内でベーンロータ（１１）に対して同心の位置と偏心した位置との間で線形に変位可能に軸承されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
12. 前記ガイド配置（１３３）が、互いに対向し、且つ互いに対して平行に延びる、壁ウェブ（５）の内壁面（１２９、１３０）と、操作リング（２７）の側面（１３１、１３２）とによって形成されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
13. 操作リング（２７）の側面（１３１、１３２）内に、シール配置（３６、３８）を形成する線形のシール部材（１４０）が配置されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のベーンポンプ。
14. 圧力に依存する操作リング（２７）の揺動モーメントに拮抗作用する操作装置（４７）が、ポンプハウジング（２）と操作リング（２７）との間に作用するばね配置（４８）、たとえば螺旋押圧ばね（４９）、板ばね（１２２）、螺旋トーションばね（９３）などによって形成されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
15. 操作装置（４７）が、操作リング（２７）に配置された歯セグメント（１１１）によって形成され、前記歯セグメントが、ポンプハウジング（２）内で線形に変位可能に案内される、ばね力を供給されるラック（１１２）と係合することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
16. 前記ラック（１１２）が、圧力室（４４）内の媒体圧力を供給可能なスライダ（１１３）と駆動結合されていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
17. 前記スライダ（１１３）が、ポンプハウジング（２）内で線形に変位可能に案内されていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
18. 前記スライダ（１１３）が、押圧ピストン（１１８）を形成する突出部（１１９）において、圧力室（４４）内へ突出していることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
19. ばね配置（４８）の螺旋押圧ばね（４９）が、壁ウェブ（５）とラック（１１２）及び／又はスライダ（１１３）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
20. 板ばね（１２２）が、操作リング（２７）において揺動軸受（１２３）内に軸承されており、且つ互いに逆向きに張り出すばねアーム（１２４，１２５）が壁ウェブ（５）と、ラック（１１２）又はスライダ（１１３）に支持されていることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
21. ばね配置（４８）のばね力が、このばね配置に対応づけられた締付け装置によって調節可能に形成されていることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
22. 前記締付け装置が、操作ボルト（５２）によって形成されていることを特徴とする、請求項２１に記載のベーンポンプ。
23. 前記締付け装置が、サーモ操作部材によって形成されていることを特徴とする、請求項２１に記載のベーンポンプ。
24. ポンプハウジング（２）が、回転軸（２３）に対して垂直に延びる中心平面（１３６）に関して、中間壁ディスク（１４２）によって分離された、鏡像状に形成されたハウジング槽（６）を有していることを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
25. 前記ハウジング槽（６）の各々の中に、共通の駆動軸（１０）と作用結合されたベーンロータ（１１）が配置されていることを特徴とする、請求項２４に記載のベーンポンプ。
26. 壁プレート（４）と壁ウェブ（５）とから一体的に形成された、ポンプハウジング（２）とロータボディ（１２）と操作リング（２７）とが、焼結金属構成ボディから形成されていることを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
27. 駆動軸（１０）とベーン（１５）とが、合金化された鋼から形成されていることを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
28. ハウジングカバー（３）が、好ましくはアルミニウム合金から形成されていることを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
29. ハウジングカバー（３）が、好ましくはアルミニウムダイカストから形成されていることを特徴とする、請求項２８に記載のベーンポンプ。

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