JP5734186B2 - ポンプユニット - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1の上位概念部に記載された形式のポンプユニット、すなわち固有のハウジングを有しないベーンポンプのポンプユニットであって、駆動軸と、該駆動軸と共働しかつベーンを受容するロータと、該ロータを取り囲む輪郭リングと、該輪郭リングの側部に配置された第1及び第2のサイドプレートとが設けられている形式のものに関する。
このような形式のポンプユニットは公知である。上記形式のポンプユニットは例えば、自動車の伝動装置ハウジング又は、液圧の供給を必要とする他のハウジング内において使用される。このようなポンプユニットは駆動軸と、この駆動軸と共働しかつベーンを受容するロータとを有しており、ベーンはロータの回転中に輪郭リングに沿って滑動し、この場合互いに隣接し合う2つのベーンはセルを取り囲んでいて、セルはベーンの回転時に、輪郭区分に応じて増減し、オイルを吸い込み、次いで再び吐出するようになっている。このような公知の伝動装置ポンプユニットは、当該伝動装置ポンプユニットを運搬時に分解して、ハウジング又はその他の保護手段内において運搬する必要がある、という欠点を有している。固有のハウジングを有していない公知のポンプユニットにおける別の欠点としては、例えば伝動装置ハウジング内への取付けに手間がかかるということがある。
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のポンプユニットを改良して、ポンプユニットの運搬時における分解が不要であり、しかもハウジングにおけるポンプユニットの取付けを簡単に行うことができるポンプユニットを提供することである。
この課題を解決するために本発明の構成では、駆動軸に可動に支承されたスリーブが設けられていて、該スリーブがポンプユニットの軸方向において第2のサイドプレートの後ろに支承されており、駆動軸にスリーブを軸方向固定するための固定エレメントが設けられており、これによって運搬時にポンプユニットがばらばらになることを回避することができ、さらに第2のサイドプレートを伝動装置ハウジングに対して押し離すばねエレメントが設けられており、該ばねエレメントが、ポンプユニットの不動の構成部分であるようにした。
このように構成されていると、ポンプユニットの個々のエレメントは運搬時にも確実にまとめられ、さらにハウジング内におけるポンプの取付け時にも輪郭リングに第2のサイドプレートを確実に接触させておくことができ、その結果ポンプユニットの始動に関する問題が回避される。本発明によるポンプユニットの別の利点としては、寸法差がある場合にばねエレメントが製作誤差を補償できることによって、ポンプユニットの特にフレキシブルな使用できるということが挙げられる。
本発明によるポンプユニットにおいて、固定エレメントが、駆動軸と共働するスナップリングであると、特に有利である。このように構成されていると、駆動軸におけるスリーブの確実な軸方向固定が行われ、その結果ポンプユニットの個々の部材が運搬時に駆動軸から滑り落ちることがなくなる。これにより、ポンプユニット運搬のためのポンプハウジングを省くことができる。つまりポンプユニットはコンパクトなユニットとして、何ら付加的な保護処置なしに運搬されることができる。
本発明の別の有利な実施形態では、ポンプユニットが、回転数を検出するためのセンサと共働する複数の永久磁石を有するホイールを備えた装置を有している。このように構成されていると、例えば2つの連結装置を調整したい場合に、回転数応答機構を形成することができる。
本発明の別の有利な実施形態では、ばねエレメントが皿ばねとして形成されていて、一側で第2のサイドプレートに支持され、かつ他側でスリーブに支持されている。スリーブはこの場合有利にはカラーを介して伝動装置ハウジングに支持されており、これによって、ばねエレメントは第2のサイドプレートをハウジング、特に伝動装置ハウジングに対して押し離す。この実施形態は、スリーブが軸方向可動に第2のサイドプレートの延長部に支承されている場合に、特に有利である。このように構成されていると、ポンプの取付け時にポンプ部分の確実な接触を保証することができる。
本発明の別の有利な実施形態では、ばねエレメント、特に皿ばねが開口を備えている。このように構成されていると、ポンプユニットの圧力出口から圧力室へと通じる、可能な限り僅かな流れ抵抗しか有していない貫流通路を、形成することができる。
本発明の別の有利な実施形態では、スリーブと第2のサイドプレートとが一体に形成されている。このような構成においても、スリーブの軸方向固定は固定エレメントを用いて有利に行うことができる。ばねエレメントは圧縮ばねとして、有利にはコイルばねとして、特に円錐台形状のコイルばねとして形成されており、一側で第2のサイドプレートに支持され、かつ他側で、スリーブに可動に支承された支持装置に支持されている。この支持装置は任意に、例えば円板として形成することができる。また、スリーブに溝を形成し、この溝にコイルばねの一端を配置するような構成も可能である。重要なことは、この実施形態においてもサイドプレートがハウジングに対して押し離されることであり、これによってハウジング内へのポンプユニットの取付け時に、個々の構成エレメント相互の確実な接触が保証され、ひいてはポンプユニットの始動時における問題を回避することができる。
本発明の別の有利な実施形態では、第1のスラスト軸受が、ロータと共働する軸カラーによって形成され、第2のスラスト軸受が、ロータと共働する固定リングによって形成される。このように構成されていると、駆動軸の引張り時又は押圧時にロータ自体がスラスト軸受として働く。
さらにまた、第1のサイドプレートを軸方向において固定するために、軸カラーが設けられていると、有利である。このように構成されていると、ポンプユニットのすべてのエレメントを駆動軸に確実に支承することができ、ひいては駆動軸からの脱落を回避することができる。これによって、付加的な固定手段もしくは固定処置なしに、ポンプユニットの確実な運搬を行うことができる。
本発明の別の有利な実施形態では、ポンプユニットをハウジングに対して半径方向においてシールするために複数のOリングが設けられており、これらのOリングのうちの少なくとも1つが、第1のサイドプレート、第2のサイドプレート及びスリーブと共働するようになっている。さらに、互いに相対運動するポンプ部分をシールするために、ラジアルシールリングが設けられており、第1のラジアルシールリングが駆動軸と第1のサイドプレートとの間に設けられ、第2のラジアルシールリングが駆動軸とスリーブとの間に設けられていると、有利である。
次に図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
ポンプユニットの第1実施形態を示す断面図である。 ポンプユニットの第2実施形態を示す断面図である。 図2に示したポンプユニットの一部を拡大して示す図である。
図1にはベーンポンプのポンプユニット1が断面図で示されており、このポンプユニットはハウジング内に、ここでは例えば伝動装置ハウジング3内に配置されている。ポンプユニット1は駆動軸5を有しており、この駆動軸5は、例えば歯列又はこれに類したものを介して、ロータ7と回動不能に結合されている。さらに輪郭リング9が設けられていて、この輪郭リング9はロータ7の周囲に配置されていて、第1のサイドプレート11と第2のサイドプレート13とによって取り囲まれており、両サイドプレート11,13は駆動軸5によって貫通されている。両サイドプレート11,13と輪郭リング9との正確な半径方向ポジションは、両サイドプレート11,13及び輪郭リング9を貫通するピン15によって保証されている。
駆動軸5は駆動車、ここでは例えば歯車17を用いて駆動される。しかしながらまたスプロケット、ベルトドライブ又はこれに類したものの使用も可能である。
ロータ7は複数のベーン19を受容するために働き、これらのベーン19は、駆動軸5の回転軸線を中心にしたロータ7の回転時に、輪郭リング9の内面に沿って滑動する。図1に明りょうに示された吸込み領域21から、ベーンポンプは液圧オイルを吸い込み、第2のサイドプレート13に設けられた圧力出口を介して、圧力室25に圧送する。この圧力室25から液圧オイルは消費機に達する。ベーンポンプのその他の作用形式については、従来技術において十分に記載したので、ここではそれについてさらに記載することは省く。
ポンプユニット1はスリーブ27を有しており、このスリーブ27は駆動軸5に対して同軸的に、かつ駆動軸5に沿って軸方向移動可能に配置されている。さらにこのスリーブ27はポンプユニット1の第2のサイドプレート13に、軸方向、つまり回転軸線Dの方向において後置されており、つまり第2のサイドプレート13の、駆動側とは反対の側に配置されている。駆動軸5にスリーブ27を軸方向において固定するために、固定エレメント29が設けられており、この固定エレメント29は有利にはスナップリングとして形成されていて、ポンプユニット1の運搬中に駆動軸5からスリーブ27が滑り落ちることを阻止している。
図1から明らかなように、スリーブ27は第1の区分31で伝動装置ハウジング3内に支承され、かつ第2の区分33で、第2のサイドプレート13の延長部35に軸方向摺動可能に支承されている。第2のサイドプレート13の延長部35とスリーブ27の第2の区分33との間には、ポンプユニット1を半径方向においてシールするためにOリングパッキン53が設けられている。
ポンプユニット1はさらに、駆動軸5に対して同軸的に配置されたばねエレメント39を有しており、このばねエレメント39は一方では、回転軸線Dを中心にして半径方向外側に位置している領域において第2のサイドプレート13に支持され、かつ他方では、半径方向内側に位置する領域においてスリーブ27に支持されている。ばねエレメント39は、ここでは皿ばねとして形成されていて、開口41を備えており、これによって圧力出口23と圧力室25との間における液体接続、つまり液体の通流を保証することができる。開口41は有利には、ばねエレメント39の流れ抵抗が可能な限り僅かになるように形成されている。しかしながらばねエレメント39を円錐台形状のコイルばねとして形成することも可能である。重要なことは、ばねエレメント39が、第2のサイドプレート13をハウジングに対して押し離すことができる圧縮ばねとして形成されていることである。
軸5はその歯車17とは反対側の端部に装置(Durchtrieb)43を有しており、この装置43は、ここでは1つの例としてホイール(Polrad)45を備えており、これによって回転数の応答を実現することができる。ホイール45はそのために有利には複数の永久磁石を有しており、これらの永久磁石は、駆動軸5の回転数を検出するためのセンサと共働する。
伝動装置ハウジング3内におけるポンプユニット1の軸方向固定は、図1の実施形態では1例としてハウジング部分48を用いて行われているが、しかしながら伝動装置ハウジング3内におけるポンプユニット1の固定を、別の形式で、例えば固定円板又はこれに類したものを用いて行うことも可能である。
伝動装置ハウジング3に対してポンプユニット1を半径方向でシールするために、第1のサイドプレート11と駆動軸5との間に配置された第1のラジアルシールリング47と、スリーブ27と駆動軸5との間に配置された第2のラジアルシールリング49とが設けられている。両ラジアルシールリング47,49は、ポンプユニット1の運転時に相対的に運動する部分であるので、Oリングの使用はここでは不十分なことがある。さらに、第1のサイドプレート11と伝動装置ハウジング3との間の半径方向におけるシールのために、Oリングパッキン51が設けられている。また第2のサイドプレート13は伝動装置ハウジング3に対して、Oリングパッキン52を用いて半径方向においてシールされている。
別のOリングパッキン53が、スリーブ27の第2の区分33と第2のサイドプレート13の延長部35との間の領域に設けられている。さらに半径方向シールのために、スリーブ27の区分57、つまり残りのスリーブ27に対して減じられた直径を有する区分57と、伝動装置ハウジング3との間には、Oリングパッキン55が配置されている。
第1のサイドプレート11を軸方向固定するために、駆動軸5は軸カラー59を備えており、これによって駆動軸5からの第1のサイドプレート11の脱落が阻止される。
上記のことから分かるように、ポンプユニット1はコンパクトなユニットとして形成されており、このユニットにおいてすべてのエレメントは一方では軸カラー59によって、かつ他方では固定リング29によって駆動軸5に確実に支承されていて、運搬時におけるポンプユニット1の脱落は確実に回避される。
ポンプユニット1の運搬時、もしくはポンプユニット1の取り付けられていない状態において、ばねエレメント39は弛緩されているので、スリーブ27は駆動軸5と延長部35とに沿って軸方向で移動し、固定リング29に押し付けられる。
伝動装置ユニット1が伝動装置ハウジング3内に挿入されると、スリーブ27の直径を減じられた区分57は、スリーブ27のカラー61が伝動装置ハウジング3に接触するまで、伝動装置ハウジング3内に設けられた開口60内に導入される。次いでポンプユニット1は、該ポンプユニット1が最適なポジションを得るまで、さらに伝動装置ハウジング3内に移動させられる。ポンプユニット1のこの取り付けられた状態においてばねエレメント39は圧縮もしくは緊縮させられ、その結果第2のサイドプレート13はスリーブ27に対して、ひいては伝動装置ハウジング3に対して押し離され、かつ輪郭リング9に押し付けられ、この輪郭リング9はさらに第1のサイドプレート11に支持されていて、この第1のサイドプレート11自体は軸方向でハウジング部分48によって固定されている。これにより、ばねエレメント39のばね力によって、既にポンプユニット1の無圧状態において、輪郭リング9における両サイドプレートの確実な接触及びシールが保証され、ひいてはポンプユニット1の圧力形成及び摩擦のない始動が保証される。ポンプユニット1の運搬時においても、これによってポンプの各部分は確実に1つにまとめられている。
図1から明らかなように、スリーブ27はポンプユニット1の取り付けられた状態においてはもはや固定リング29に接触しておらず、伝動装置ユニット3におけるカラー61の接触によって固定リング29に対して数mmの間隔をおいて配置されている。ポンプユニット1の取り付けられていない状態では、つまり個々のポンプエレメントの間にはある程度の遊びが存在しているので、ポンプユニット1の取付け時に初めて、ばねエレメント39はそのすべての機能を発揮することになる。このポンプユニット1の特に有利な点は、ばねエレメント39がポンプユニット1の不動もしくは固定の構成部材を形成していることにある。特に有利にはさらに、ばねエレメント39によって、ポンプユニット1を受容するために伝動装置ハウジング3に設けられた孔において生じることのある、ある程度の製作誤差が補償される。
上に述べたポンプユニット1の構成において、装置43が、例えば回転数応答を実現するために設けられていると、特に有利である。
上に述べたポンプユニット1は、軸を矢印63の方向において押圧する又は駆動軸5を矢印65の方向で引っ張るような場合には、さらに2つのスラスト軸受を有している。このような運転状態はポンプユニット1の運転時には確かに回避されることが望ましいが、しかしながらこのような運転状態が発生する場合のためには、スラスト軸受を設けることが必要である。
そのためには、第1のスラスト軸受を実現するためのポンプユニット1では、カラー67が駆動軸5に設けられており、このカラー67はロータ7のそばに、図1で見て左に配置されていて、矢印63の方向における駆動軸5の移動時にロータ7と係合して、該ロータ7を連行し、その結果ロータ7は第2のサイドプレート13に向かって移動させられる。第2のスラスト軸受を実現するためには、ロータ7のそばで右側に配置された固定リング69が駆動軸5に設けられており、この固定リング69は矢印65の方向における駆動軸5の移動時にロータ7を連行して、第1のサイドプレート11に向かって移動させる。すなわちこの場合にロータ7はスラスト軸受として働き、軸の軸方向負荷時に第1のサイドプレート11もしくは第2のサイドプレート13と共働する。
図2には、ポンプユニット1の第2実施形態が断面図で示されている。この図2においても、図1に示されたのと同じ部材は同一符号で示されており、繰り返しを避けるために、そのような部材の説明は省く。
図1とは異なり図2には、単にポンプユニット1の一部が示されている。図2に示した実施形態ではスリーブ27′は第2のサイドプレート13と一体に形成されている。ばねエレメント39′としては、駆動軸5に対して同軸的に配置された円錐台形状のコイルばねが働き、このコイルばねは、回転軸線Dを中心にして半径方向外側の領域における一端でサイドプレート13に支持され、半径方向内側の領域における他端で支持装置71に支持されている。
図3には、ポンプユニット1の一部の領域が拡大して示されている。この図3から明らかなように、支持装置71はスリーブ27′に可動に支承されている。そして支持装置71は、スリーブ27′から脱落し得ないように形成されていなくてはならない。そのために支持装置71は例えば、スリーブ27′内に挿入された適宜な固定エレメント72と共働するようになっており、この固定エレメント72はここでは固定リングとして形成されている。
支持装置71は例えば図2に示されているように、ばねエレメント39′のための対応受けとして働く円板として形成されている。
駆動軸5にスリーブ27′を軸方向において固定するためには、例えば図1の実施形態に相当する固定リングを設けることができ、この固定リングはスリーブ27′の脱落を阻止する。しかしながら、駆動軸5とスリーブ27′との間に設けられた固定リング73を設けることも可能であり、この固定リング73は、縦長のリング溝形の領域を用いてスリーブ27′の軸方向移動を可能にする。
この実施形態においてもスリーブ27′はOリングパッキン55を用いて、伝動装置ハウジング3に対して半径方向においてシールされている。スリーブ27′と駆動軸5との間におけるシールを保証するためには、図1に示した第1実施形態に相応して、ラジアルシールリング49が設けられている。
上に述べたことから明らかなように、この第2実施形態においてもコンパクトなポンプユニット1が得られ、このポンプユニット1は運搬中における脱落つまりばらばらになることが、固定エレメントによって、特に固定リング73によって回避される。さらにばねエレメント39はこの実施形態においても有利な機能を発揮し、つまり第2のサイドプレート13は伝動装置ハウジング3に対して押し離され、その結果個々のポンプエレメント相互の確実な接触が行われ、無圧状態におけるポンプの始動が保証されていて、同時に製作誤差が補償される。
図2に示したポンプユニット1の取り付けられた状態において、スリーブ27′は伝動装置ハウジング3の開口60内に配置されている。図1に示した実施形態とは異なり、スリーブ27′はカラーを介して伝動装置ハウジング3に支持されているのではなく、ばねエレメント39′が支持装置71に支持され、ひいては直に伝動装置ハウジング3に支持されている。これによってばねエレメント39′は力を第2のサイドプレート13に対して作用し、その結果両サイドプレート11,13は輪郭リング9に接触させられる。この際にサイドプレート13が移動させられ、ひいてはスリーブ27′が開口60内において移動させられる。そのために支持装置71はスリーブ27′に可動に支承されていなくてはならない。スリーブ27′が開口60内にどれだけ大きく進入するかに応じて、ばねエレメント39′は程度の差こそあれ強く圧縮される。ポンプユニット1の分解された状態、つまり特に運搬時に、ばねエレメント39′は支持装置71を最も大きく右に向かってスリーブ27′に当接するまで移動させられ、その結果ばねエレメント39′は再び弛緩された状態になる。
スリーブ27′に支持エレメント71が可動に配置されていることによって、支持エレメント71はばねエレメント39′によって常に伝動装置ハウジング3に押し付けられる。
上に述べたことから分かるように、本発明によるポンプユニットは、次のことによって際立っている。すなわち本発明によるポンプユニットでは、駆動軸に可動に支承されたスリーブ27,27′が設けられていて、このスリーブ27;27′はポンプユニット1の軸方向において第2のサイドプレート13の後ろに支承されており、固定エレメント29;73がスリーブ27,27′を駆動軸5に軸方向において固定するために設けられている。このように構成されていることによって、ポンプユニット1がばらばらになることは回避されるので、ポンプユニット1の運搬を、付加的な固定手段を用いることなしに行うことができる。ばねエレメント39;39′はポンプユニット1の固定の構成部材であり、第2のサイドプレート13を伝動装置ハウジング3に対して押し離す。これによってポンプユニット1の無圧状態においてポンプエレメント間に隙間の生じることが回避され、ポンプユニット1は問題なくシールによって圧力を形成すること、及び始動することができる。さらにばねエレメント39,39′によって、製造に基づいて生じる誤差が補償され、ポンプユニット1の最適な適合が可能となり、これによってポンプユニット1を特にフレキシブルに使用することができる。
1 ポンプユニット、 3 伝動装置ハウジング、 5 駆動軸、 7 ロータ、 9 輪郭リング、 11 第1のサイドプレート、 13 第2のサイドプレート、 15 ピン、 17 歯車、 19 ベーン、 21 吸込み領域、 23 圧力出口、 25 圧力室、 27 スリーブ、 27′ スリーブ、 29 固定リング、 31 第1の区分、 33 第2の区分、 35 延長部、 39 ばねエレメント、 39′ ばねエレメント、 41 開口、 43 装置、 45 イール、 47 第1のラジアルシールリング、 48 ハウジング部分、 49 第2のラジアルシールリング、 51 Oリングパッキン、 53 Oリングパッキン、 55 Oリングパッキン、 57 区分、 59 軸カラー、 60 開口、 61 カラー、 63 矢印(引張り)、 65 矢印(押圧)、 67 カラー、 69 固定リング、 71 支持装置、 72 固定リング、 73 固定リング

Claims (13)

  1. 固有のハウジングを有しないベーンポンプのポンプユニット(1)であって、
    駆動軸(5)と、
    該駆動軸(5)と共働しかつベーン(19)を受容するロータ(7)と、
    該ロータ(7)を取り囲む輪郭リング(9)と、
    該輪郭リング(9)の側部に配置された第1及び第2のサイドプレート(11,13)とが設けられている形式のものにおいて、
    駆動軸(5)に可動に支承されたスリーブ(27,27′)が設けられていて、該スリーブ(27,27′)がポンプユニット(1)の軸方向において第2のサイドプレート(13)の後ろに支承されており、
    駆動軸(5)にスリーブ(27)を軸方向固定するための固定エレメント(29,73)が設けられており、
    第2のサイドプレート(13)を伝動装置ハウジング(3)に対して押し離すばねエレメント(39,39′)が設けられており、
    該ばねエレメント(39,39′)が、ポンプユニット(1)において、一側で第2のサイドプレート(13)に支持され、かつ他側でスリーブ(27,27′)にもしくは伝動装置ハウジング(3)に支持されていることを特徴とするポンプユニット。
  2. 固定エレメント(29,73)が、駆動軸(5)と共働するスナップリングである、請求項1記載のポンプユニット。
  3. ポンプユニット(1)が、回転数を検出するためのセンサと共働する複数の永久磁石を有するホイール(45)を備えた装置(43)を有している、請求項1又は2記載のポンプユニット。
  4. ばねエレメント(39)が皿ばねとして形成されていて、一側で第2のサイドプレート(13)に支持され、かつ他側でスリーブ(27)に支持されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  5. ばねエレメント(39)が開口(41)を備えている、請求項4記載のポンプユニット。
  6. スリーブ(27)がカラー(61)を介して伝動装置ハウジング(3)に支持されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  7. スリーブ(27)が、軸方向可動に第2のサイドプレート(13)の延長部に支承されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  8. スリーブ(27′)と第2のサイドプレート(13)とが一体に形成されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  9. ばねエレメント(39′)が円錐台形状のコイルばねとして形成されており、一側で第2のサイドプレート(13)に支持され、かつ他側で、スリーブ(27′)に可動に支承された支持装置(71)に支持されている、請求項8記載のポンプユニット。
  10. 第1のスラスト軸受が、ロータ(7)と共働する軸カラー(67)によって形成され、第2のスラスト軸受が、ロータ(7)と共働する固定リング(69)によって形成される、請求項1から9までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  11. 第1のサイドプレート(11)を軸方向において固定するために、軸カラー(59)が設けられている、請求項1から10までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  12. ポンプユニット(1)を半径方向においてシールするために複数のOリング(52,51,53,55)が設けられており、これらのOリングが、第1のサイドプレート(11)、第2のサイドプレート(13)及びスリーブ(27,27′)と共働する、請求項1から11までのいずれか1項記載のポンプユニット。
  13. ポンプユニット(1)を半径方向においてシールするために第1のラジアルシールリング(47)が駆動軸(5)と第1のサイドプレート(11)との間に設けられ、第2のラジアルシールリング(49)が駆動軸(5)とスリーブ(27)との間に設けられている、請求項1から12までのいずれか1項記載のポンプユニット。
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